屢被制裁，俄尖端武器卻為何沒(méi)有“芯片危機”?

近日，美國再次升級了對我們的芯片圍堵，為中國制造裝上“中國芯”又一次成為人們的企盼。盡快補齊芯片短板的同時(shí)，冷靜、科學(xué)應對也很重要。這方面，俄羅斯在尖端武器裝備研發(fā)上的一些做法或許可以提供一些參考——

芯片有軍用和民用之分?，F代武器裝備早在上世紀90年代就廣泛采用了各種芯片。特別是隨著(zhù)信息化戰爭的發(fā)展，武器系統中電子設備的比重迅速增加，對高端芯片的需求也迅速增加。

但從烏克蘭危機至今，俄羅斯經(jīng)受了西方一輪又一輪的制裁，卻仍能在芯片短板之下推出一批又一批的尖端武器，如第五代隱身戰機蘇-57、第四代防空導彈系統S-400等。

那么，沒(méi)有高端芯片對武器先進(jìn)性影響究竟多大？俄采取了哪些措施彌補沒(méi)有高端芯片帶來(lái)的缺陷呢？對此，科技日報記者采訪(fǎng)了航天科工二院的導彈專(zhuān)家郭衍瑩。

高端芯片影響武器體積重量和運算速度

美國第五代隱身戰斗機F-35，具備較強的隱身設計、先進(jìn)的電子系統以及超音速巡航能力，據稱(chēng)，其“渾身上下都裝滿(mǎn)了芯片”。

很多人關(guān)心，武器裝備采用高端芯片后真得能提高其先進(jìn)性嗎？

郭衍瑩科普道，“以雷達為例，過(guò)去雷達的各項功能是依靠電子電路，即硬件來(lái)完成的，現在則是靠對目標信號進(jìn)行運算，即軟件來(lái)完成的。譬如一部采用先進(jìn)的脈沖多普勒體制的雷達，對目標回波信號進(jìn)行運算，就可得出目標的速度、距離等參數，然后決定最佳火控方案，輸出指令將目標擊落?！?/p>

“這些運算其實(shí)是大量的重復乘法運算和迭加。而新型DSP芯片和FPGA芯片最善于進(jìn)行這種運算。采用這些高端芯片后，武器裝備最明顯和最直觀(guān)的好處是體積變小、重量減輕，使武器更輕巧、靈活。如脈沖多普勒雷達，要完成測速、測距功能，只需幾片芯片，而不是好幾個(gè)機柜。有人做過(guò)估算，如果S-300中的信號處理機柜改用DSP或FPGA芯片，機柜的數目至少可減少三分之一甚至一半?！?郭衍瑩說(shuō)。

毫無(wú)疑問(wèn)，這對某些武器裝備，尤其是飛機、導彈和衛星上的電子設備極其重要，甚至是武器能否成功研發(fā)的關(guān)鍵。

“采用高端芯片后，運行速度也會(huì )大大提高，從而使武器性能指標大幅度提高。”他指出，“目前一些先進(jìn)雷達在不到0.1秒的時(shí)間里整機就要完成一次運算和作戰控制，因此用DSP或FPGA芯片再簡(jiǎn)便不過(guò)了。目前，雷達中常用的軟件平臺就是FPGA+DSP結構。FPGA主要對高速數據進(jìn)行預處理，降低數據的速率，然后將數據送給DSP，去實(shí)現復雜的算法。DSP和FPGA芯片的技術(shù)水平，首推美國。”

對此，郭衍瑩專(zhuān)門(mén)指出，“在軍用芯片方面，美國商業(yè)部曾對一些專(zhuān)用芯片點(diǎn)了名，如DSP芯片、FPGA芯片等，但尚未正式實(shí)施制裁。不過(guò)，中美貿易摩擦并未得到實(shí)質(zhì)性解決，可以預計未來(lái)美國對我們新的制裁將更著(zhù)重于專(zhuān)用芯片，尤其是軍用高端芯片，因為美國認為他的產(chǎn)品更具有壟斷性，制裁會(huì )更易于見(jiàn)效?！?/p>

揚長(cháng)避短，確?？傮w水平世界一流

“傻、大、粗”，這是很多人通常給俄羅斯武器裝備貼上的標簽。其中一個(gè)重要原因，就是因為造不出高端芯片。

然而，郭衍瑩指出，“在性能指標方面，由于俄羅斯科技人員的努力，在主要方面基本上已克服了沒(méi)有高端芯片帶來(lái)的缺陷，基本達到與美國武器同樣的世界一流水平。”

郭衍瑩解釋說(shuō)：“盡管微電子技術(shù)和芯片技術(shù)一直是俄羅斯的軟肋，但其基礎科學(xué)一直是很扎實(shí)的。即使是高端芯片，他們仍能創(chuàng )新地設計出構思巧妙的模擬電路，并加上一些小規模集成電路，來(lái)替代它。這不是簡(jiǎn)單的替代，而是創(chuàng )新。采取這種方法一方面固然是出于無(wú)奈，但另一方面卻促使俄模擬電路技術(shù)等達到前所未有的高水平?，F在國內有些人認為模擬電路技術(shù)已經(jīng)窮途末路，一些高校甚至撤銷(xiāo)了這門(mén)基礎課，這是一個(gè)誤解?！?/p>

僅僅有替代品還不夠，俄羅斯的科技人員還必須揚長(cháng)避短，發(fā)揮自己的優(yōu)勢，以確保自己產(chǎn)品的總體水平世界一流。

“俄羅斯盡管微電子技術(shù)水平低，但在其他不少方面，如微波技術(shù)、微波電真空技術(shù)等基礎技術(shù)方面有很大優(yōu)勢。充分發(fā)揮俄科技人員聰明才智，揚長(cháng)避短，就可彌補微電子技術(shù)薄弱帶來(lái)的缺陷。譬如，系統計算機盡量不放置在彈上或星上，而設置在地面，這樣就發(fā)揮了強項，避開(kāi)了軟肋?！彼e例，S-300的雷達系統被美國一些著(zhù)名雷達專(zhuān)家譽(yù)為是“高性能、低成本、低功耗”的設計。比如，它敢于首先采用X波段，而美國“愛(ài)國者”反導系統至今仍是C波段。它有微波大功率電真空器件，敢于大膽采用“脈沖重復頻率很高的脈沖多普勒體制”（接近連續波），因為這種體制能在大空域內具有優(yōu)良的對付高速機動(dòng)目標和雜波干擾的能力。而這一方案長(cháng)期以來(lái)一直是被美國經(jīng)典雷達理論認為是“不建議采用”的。

“俄自知無(wú)力和美國全面拼比，但可以抓住主要指標世界領(lǐng)先。他們不能要求系統中所有設備和部件都是一流的，但要追求實(shí)效尤其是高穩定、高可靠。這些獨特的設計思想，大大降低由于沒(méi)有高端芯片帶來(lái)的缺陷，也沒(méi)有妨礙其S-300以及后來(lái)的S-400、S-500等成為世界一流的防空導彈系統。這也使俄羅斯總統普京對外說(shuō)話(huà)有了底氣?！惫墁摫硎?，“總體來(lái)看，俄羅斯的基礎科學(xué)強大、扎實(shí)，可以創(chuàng )新地設計出構思巧妙的模擬電路來(lái)替代芯片；同時(shí)善于揚長(cháng)避短，敢于在自己有優(yōu)勢的方面大膽創(chuàng )新，彌補沒(méi)有芯片帶來(lái)的缺陷，使武器總體水平世界一流。這種設計思想值得我們借鑒?！?/p>