除了雷達黑科技，核心級軍工電子中國掌握到什麼水平？-科工力量

【本文轉自微信公眾號“科工力量”（ID：guanchacaijing）】

據觀察者網15日報道，中電集團五十五所開發三維氮化鎵組件受到外媒關注，中國人又點出一項雷達組件黑科技，這充分體現了中國軍用半導體技術的實力。

此前，科工力量發表了《“戰鬥民族”電子元件99%靠進口 給中國什麼啓示》一文，引起讀者熱議。文中提到，俄羅斯聯合造船公司進口產品替代部主管Alexander Navotolsky稱，“在電子元件和模塊方面俄羅斯船廠對外國元件的依存度大約為70%”。此外，俄羅斯航天政策研究所所長莫伊謝耶夫表示：“我們的‘格洛納斯-M’衞星75%-80%使用的是西方國家的電子元件。其他航天器中所佔的比例也基本類似”。

在中國近年來每年進口芯片2000多億美元的情況下，中國武器裝備電子元件的國產化率究竟怎麼樣？哪些電子元件還需要從國外進口呢？

民用芯片大量進口與核心層級軍品芯片自給不矛盾

雖然中國民用芯片大量進口，近年來每年的芯片進口額已經超過石油進口總額，高達2000多億美元，但核心層級軍工芯片基本上能夠實現自給自足。這其中的主要原因就在於軍用芯片和民用芯片有着不同的需求和針對性。

首先要説明的是，雖然中國每年進口2000多億美元的芯片，但由於中國製造了全球50%以上的彩電，70%以上的智能手機、平板電腦，以及90%左右的PC，而且這些整機產品大量銷往全球，在2000多億進口芯片中，大部分都是作為電子元件加工成整機產品後出口的，中國需要的芯片大約在600億美元—700億美元之間。

言歸正傳，由於商業級、工業級、軍品級、宇航級芯片各針對不同的應用場景，因而各類芯片會有很大的不同，比如就工作温度而言，商業級CPU的工作温度為0℃～70℃。而軍品級CPU的工作温度為-55℃～125℃。

再比如在製造工藝上，現在最先進的手機芯片已經開始採用10nm製造工藝，但是即便半導體技術全球執牛耳的美國，很多軍用芯片依舊採用在很多電子發燒友看起來非常老舊的65nm製造工藝，原因之一就在於相對先進的製造工藝會導致芯片的電磁干擾耐受度變差。

此外，軍工芯片對性能的要求其實並不高，但對穩定性、可靠性，以及各種複雜地磁環境下的抗干擾能力有着非常高的要求。比如不少美軍戰機上依舊在使用比不少網友年齡都大的486或者奔騰芯片。

因此，中國在民用芯片方面大量進口，並不意味着核心層級軍用芯片無法自給自足。而且恰恰是軍用芯片有對性能要求不高的特點，使得國內自主設計的CPU、GPU等芯片雖然在民用市場缺乏競爭力，但經過改造後，在軍品市場不僅可以推進武器裝備信息化，還能保障芯片安全可控。

核心層級軍工芯片有哪些

大系統中零器件按照重要性可劃分為：一般、重要、關鍵、核心四個層級。就目前的消息來看，核心層級的軍用芯片或器件基本能夠實現國產化替代。比如CPU、GPU、DSP、FGPA、T/R組件等。

（頭盔瞄準系統）

CPU和GPU想必大家都不陌生，一個是中央處理器，一個是圖形處理器，已經深入了千家萬户，從手機到PC都有這兩種芯片。很多軍用裝備都要用到CPU和GPU，比如飛行員的頭盔瞄準系統，就要用到CPU和GPU，再比如預警機裏也少不了CPU，當然還有其他電子元件。

（央視採訪龍芯胡偉武辦公室，注意背景）

DSP是數字信號處理器，通信基站裏就有DSP芯片。另外，國防科大還將DSP作為天河2A超級計算機的加速器，用於替換被美國禁售的至強PHI計算卡，而且這款DSP的雙精浮點性能非常強悍。DSP可以用於雷達，以及通信系統，像預警機裏也有DSP。

（某型搭載國產DSP預警機）

FGPA是可編程門陣列，一般來説，FPGA主要大規模應用於處理器芯片研發過程中的驗證階段，用於在流片前檢驗處理器設計的正確性，以規避流片的風險。像很多CPU廠商公佈的芯片模擬器測試成績其實都是用FPGA做出來的。由於FPGA在寫入軟件前它有非常好的通用性，因而在很多新興領域也得到一定應用，比如美國FPGA巨頭就推出可以用於深度學習和科學計算的FPGA，性能功耗比達到Intel至強PHI計算卡的四倍。FPGA可以在雷達相控陣的子陣中做數據初步處理。

（中電集團下屬14所生產的KLJ-7A相控陣雷達，安裝有多達1000多個T/R組件）

T/R組件是有源相控陣雷達的重要組成部分，T是發射，R是接受，換言之就是發射/接受組件，有源相控陣雷達的後端沒有發射機，全靠無數的T/R單元發射和接收雷達波，T/R組件是非常重要的電子元件。

當然，核心層級芯片不侷限於上述幾種，只是在此例舉部分比較關鍵的元件。

提綱挈領，不必面面俱到

目前，國內軍工電子元器件核心的基本能自給，但一般、重要、關鍵層級的芯片一定程度上需要進口。比如一般層級的電阻電容器——其實國內不僅能生產普通電阻電容器，航天級的鉭電容國內也能生產，只不過採購外企大批量生產的成熟產品更加廉價，例如不少電容就採用了日本黑金剛等品牌的產品。不過電阻電容器不存在CPU後門的那種情況，加上出貨量巨大，國外供貨方也不可能知道中國採購的電阻電容器會被用在什麼地方，因而這種採購不存在信息安全風險。

一些重要和關鍵層級的電子元件，比如高端的配電箱和運算放大器等，雖然國內都能生產，但因為國產的高端產品批量較小，成本較高，因此一定程度上也需要進口，比如從德國西門子、施耐德進口配電箱。重要層級部分需要進口的原因和一般層級的電子元件一樣，同理也不會對信息安全造成影響。

國內真正的薄弱環節是各種高端儀器儀表，而這些儀器儀表（比如高精度、高可靠性的温度、濕度、壓強等傳感器）既有重要層級的，也有關鍵層級的。由於上世紀90年代的各種改革，儀器儀表工業部被連根拔起，國內的研發體系完全被破壞，精華人員大多進入外企，這導致國內在這方面實力非常薄弱。雖然近年來得益於各種工程項目的牽引，軍工儀器儀表進步很大，現在已經能生產相當一部分產品，進口清單每年都在以可觀的速度縮短，但尚未完全實現國產化。

對於龐大而複雜系統的設計和製造，美國的思路是隻要掌握了核心和大部分關鍵層級的零器件的設計生產能力以及系統設計和整合的能力，就掌握了這一產品的命脈，沒有必要也不可能100%國產化。像美國的武器裝備裏大量採用日本和歐洲的電子元件，甚至還有采購中國的元器件。

作為最大的“美粉”，中國的思路也是如此——掌握核心、部分關鍵層級的零件的設計生產能力和系統設計和整合的能力。誠然，我們也希望未來中國軍工能夠有一般、重要、關鍵、核心層級全部國產化的時候。

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