如果我國軍備芯片只有14nm，美國則是5nm，戰場(chǎng)上差距在哪里呢？
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來(lái)源：劉一手看財經(jīng)
現在全球已經(jīng)打響科技之戰，每個(gè)國家都在力求讓自己做到足夠拔尖。美國商務(wù)部長(cháng)就曾自曝家底說(shuō)，美國制定兩套戰略應對在芯片上來(lái)自中國的競爭：一個(gè)是進(jìn)攻戰略，一個(gè)是防御戰略，并且美國一直會(huì )堅持這種做法。
如今美國對我們的芯片制裁有目共睹，有人就在擔憂(yōu)：如果我國所有軍備芯片只有14nm，美國軍備芯片是5nm，那么在戰爭上的差距會(huì )會(huì )體現在哪里呢？軍備芯片和商用芯片有區別嗎？具備芯片的關(guān)鍵點(diǎn)會(huì )在于制程嗎？
總有人拿導彈當手機，笑出腹肌的說(shuō)，如果中國所有的芯片都是牙膏（14nm），美國所有的芯片都是按摩店（5nm），那么被碾壓是必然的。
其實(shí)就目前的情況（截止2022年）而言，現實(shí)和他們想的相反，在很多軍工領(lǐng)域，我國現役軍備里的芯片反而比美帝要先進(jìn)，實(shí)際情況大概率是美國戰斗機用90nm芯片，我國用45nm。
當前而言，中國的軍用芯片確實(shí)不是14nm，而很多甚至都是130nm。要知道，28nm的芯片在軍用上已經(jīng)非常不安全，更不用說(shuō)5nm。你知道飛機系統升級為什么這么難嗎？
因為飛機的系統有大量ASIC、FPGA、ASSP的專(zhuān)業(yè)芯片，而CPU（MPU）、GPU、DSP這種通用芯片非常少。ASIC、FPGA、ASSP這些芯片都是硬件編程的，也就是說(shuō)芯片設計時(shí)它的邏輯就是固定，在電路板上進(jìn)行不同的排列組合就能完成不同的任務(wù)。
這種芯片就是專(zhuān)用芯片，專(zhuān)用芯片玩的就是專(zhuān)業(yè)高效，專(zhuān)職固定任務(wù)。這種芯片不復雜，對于一些工作環(huán)境非常差的芯片采用300nm也都是很常見(jiàn)的。軍用芯片又不運行3A大作，搞14nm的做什么？
還有，各國****的衛星、航天飛機、空間站，往往采用的芯片都是落后好多代的。如果有科研任務(wù)，一般都是由宇航員自己帶一個(gè)laptop上去，因為飛船or空間站機載的電腦太落后了，根本靠不住。
但是，飛機坦克導彈上空間有得是，根本不用追求芯片小型化，連普通民用車(chē)的車(chē)機芯片，幾十個(gè)納米都足夠用了。
我有個(gè)朋友在讀Ph.D階段的項目，有過(guò)跟新加坡國防部合作，他對軍用芯片的要求，略知一二。根據他的總結，軍用芯片跟商品芯片比，有幾個(gè)很顯著(zhù)的差異：
1、不計成本。商品芯片最終的目標是盈利，所以一定要考慮一個(gè)性?xún)r(jià)比問(wèn)題。這個(gè)行業(yè)，就算技術(shù)資源和人才確實(shí)在幾個(gè)巨頭手中，也還沒(méi)到完全壟斷的地步，始終還有個(gè)價(jià)格競爭的。東西太貴了沒(méi)人愿意買(mǎi)，這話(huà)該淺顯易懂吧？
但是軍用芯片呢，是各個(gè)國家各自獨立開(kāi)發(fā)并且嚴格保密的，只要求做出的產(chǎn)品性能合格。國和國之間的芯片，沒(méi)有任何競爭關(guān)系，也不用考慮成本的問(wèn)題。國防的事兒，誰(shuí)也不會(huì )傻到為了省錢(qián)用次一級的產(chǎn)品替代。
可見(jiàn)，在工藝制程方面，不需要追求14nm，10nm，7nm。哪怕i-line和g-line的光刻機，只要能把芯片造出來(lái)，管用，就一樣好使。從這個(gè)角度，軍用芯片的設計生產(chǎn)和制造，不需要ASML的EUV，甚至不需要immersion+DUV。
3、要考慮一些極端情況芯片是否能正常工作。什么是極端情況？極熱極冷，極端干燥潮濕，電磁輻射，高能粒子輻射等。正常的商用芯片基本上不需要考慮極端情況。你買(mǎi)一臺筆記本電腦，在南極冰窟窿旁邊上網(wǎng)，只能是極端個(gè)例，不需要對芯片的性能提出新的要求。
可是戰爭，在任何環(huán)境下都有可能，可不比在辦公室吹著(zhù)空調玩手機用電腦。遇到熱帶雨林，氣候太潮濕，芯片引腳短路怎么辦？導彈進(jìn)入平流層，大氣層保護弱化，受到宇宙高能粒子輻射，芯片罷工了怎么辦？這些因素都是要考慮到的。
所以，在引入一些更能適應極端狀況的半導體材料，例如GaN，GaAs，SiC，來(lái)代替Si之外，往往還要設計冗余芯片系統。主控制芯片不管用了，立馬切換到備胎，來(lái)保證在戰爭狀態(tài)下，指令能夠被準確的執行。
可以說(shuō)，我國的軍用芯片是沒(méi)問(wèn)題的。不管怎么被掐脖子，都掐不到軍用領(lǐng)域。有沒(méi)有ASML的光刻機都不礙事。
三、本質(zhì)：要明確一點(diǎn)，制程并不是衡量芯片價(jià)值的唯一標準
毋庸置疑，你要清楚先進(jìn)制程會(huì )帶來(lái)什么樣的收益：同樣的功耗，同樣的尺寸下可以獲得更好的性能；也可以說(shuō)在保證同等性能的前提下，可以讓芯片的功耗更小，尺寸更小。
當然，芯片一般分為民用級，工業(yè)級和軍用級，它們的分級標準并不是某項功能指標，比如頻率，速度，精度，分辨率，信噪比等等。而是其可靠性，比如正常工作的溫度范圍：
民用級：0℃~70℃；工業(yè)級：-40℃~85℃；軍用級：-55℃~125℃；
軍用級芯片的可靠性測試除了民用級，工業(yè)級也會(huì )有高低溫試驗，老化試驗，ESD測試外，還會(huì )加入非常嚴格的抗沖擊，氣密性，抗干擾，如果是宇航級的還會(huì )增加如抗輻照。
也就是說(shuō)制程的提升，并不是以提升軍用芯片看重的這些可靠性方面為目的的，相反，隨著(zhù)制程的提升，制造難度也幾何倍數遞增，可能還會(huì )使得可靠性降低，最重要的影響就是正常工作的高低溫范圍會(huì )進(jìn)一步壓縮。
從設計和制造難度上看，軍用芯片＞工業(yè)芯片（含車(chē)用芯片）＞民用芯片的，主要是質(zhì)量驗收標準太高，導致一般的商用代工線(xiàn)很難滿(mǎn)足這一制造要求，這類(lèi)工業(yè)，軍用芯片一般都是IDM廠(chǎng)完成設計——制造——封裝的全流程。
比如著(zhù)名的工業(yè)芯片制造端非常強的德州儀器，ADI，安森美，美信，ST，英飛凌等等都是如此，所以成本其實(shí)很高，其價(jià)格排序也與此匹配，但因為其技術(shù)門(mén)檻高，定價(jià)權極高，毛利率非常的高。比如我們國家2018年進(jìn)口了3121億美元的芯片，根據專(zhuān)家魏少軍的以前的一些數據：國內留存率超過(guò)50%，另一部分在整機里出口掉了，我們自己生產(chǎn)的在全球占比不足7%，扣掉后對外依賴(lài)度也非常高，其中品類(lèi)上看絕大部分都是工業(yè)級以上的芯片。
軍用芯片被西方所禁運，所以我們走非官方渠道買(mǎi)的成本會(huì )更高。我的朋友以前也曾參與過(guò)國家核高基的一些芯片項目，其實(shí)我們在這方面的水平?jīng)]有想象的那么高。
對于軍用芯片應用來(lái)說(shuō)，先進(jìn)性的需求主要來(lái)自于航電，特別是?？哲姾诫姷男枨螅汉叫斜Ｕ?，警戒，引導，火控，飛控，慣導等等，其中核心就是雷達系統，比如多任務(wù)移動(dòng)雷達，而這個(gè)領(lǐng)域的需求同樣是可靠性排第一，其次就是效率，包括功率密度等。
總之，軍標的芯片制程從來(lái)都不是首要考慮的問(wèn)題，可靠性才是。你把導彈打到一定高度，宇宙射線(xiàn)把你處理器搞歇菜了，那不完蛋。所以只能犧牲制程和性能來(lái)滿(mǎn)足冗余和可靠性。因此，制程落后并不是災難，65nm軍標也用得好好的。
最后的話(huà)：大家覺(jué)得美國宇航局用的芯片是多少nm的？
總之，軍用裝備最重要的是可靠性。導彈打偏1-2m甚至10m都不影響威力，但導彈飛到高空時(shí)芯片被凍/燒壞了就打水漂了。但是換到軍用背景就不一樣了，軍用背景可靠性一定是第一位。5nm芯片固然運算能力強，但是可靠性一定好不過(guò)14nm，好不過(guò)40nm，甚至好不過(guò)130nm，事實(shí)勝于雄辯。
來(lái)源：瘋狂機械控
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