芯片力量:全球半导体征程与AI智造实录
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1.1.2 俄罗斯集成电路产业现状与未来电子战

1)俄罗斯的集成电路产业现状

俄罗斯在软件和高科技服务方面历来相当成功,但由于发展芯片产业需要的巨额投资(通常在万亿人民币规模以上)及专业技术全球化分布的属性,俄罗斯虽然拥有Mikron和Angstrem两大集成电路厂商(14),但在先进芯片设计和制造方面非常落后,目前90%以上的电子元件和芯片均依赖进口。无人机、导弹、直升机、战斗机、坦克和电子战设备等军用武器都是芯片需求大户,在缺少先进半导体设计制造能力的情况下只能勉强为之。俄罗斯向印度出口的塔尔瓦级导弹护卫舰、自用的11356R型护卫舰上的指挥系统设备,尤其是计算机设备,都是美国IBM公司生产;T-90坦克安装着法国泰利斯的凯瑟琳热成像仪;自用的苏-30SM战机上原来安装法国泰利斯激光衍射平显和西格玛综合导航系统,在遭到西方制裁以后又换上了老式的平显和导航系统。2014年,俄罗斯伊尔库特公司从印度斯坦航空公司购买了34台雷达火控计算机,用于苏-30SM战机的N011M“雪豹”R相控阵雷达的火控系统,随后又陆续订购了100台。

俄罗斯作为一个军事强国,在现代军用方面势必会需要新兴科技,除了依赖进口和代工,还有自主研发。2014年开始,俄罗斯为了政府机构与军事单位的独立自主与信息安全,大力发展自用的CPU以摆脱对美国CPU的依赖。例如,俄罗斯莫斯科中央科技公司(MCST)2014年自主研发、并于2015年量产的军用芯片“厄尔布鲁士-8S”,只需要28纳米之前的技术,它抗辐射、抗碰撞。俄罗斯很早就将数字电路改造为模拟电路,在原有基础上自行研发出一款晶体振荡器,可以完全取代传统的军事芯片。而对于自己实在无力制造的芯片,如涉及国防工业信息安全的Elbrus系列以及Baikal系列两款重要芯片,则交给台积电为之代工生产。而如今,因为俄乌冲突的原因,全球有能力设计、制造高端芯片的巨头,包括英特尔、AMD、英伟达、高通、ARM、台积电、三星、格芯(15)等大多已暂停对俄业务。

无论是AI、量子运算、虚拟现实、增强现实还是高效能运算、先进武器系统,都离不开高端芯片的支持。另外,现代战争从某种程度上讲就是“芯”战,芯片是硬件基础,软件是计算大脑,AI是决策脑核。芯片的需求实在是太大了,芯片产业本就薄弱的俄罗斯,如今还受到美国及其盟国的制裁,只有坚定地走一条自我复兴之路。2021年11月,俄罗斯《独立报》表明:AI、高超声速导弹技术、激光武器、机器人技术正在成为军备计划的一个主要优先方向。有报告称,俄罗斯高度重视将电子战融入军事行动,并一直在这方面投入大量资金。例如,2019年列装的Tirada-2系统就可对通信卫星实施干扰。

2)美军以JADC2开启未来虚拟战争演练与发展

作为未来数字战争的规划和设想,JADC2(Joint All-Domain Command and Control,全域联合指挥与控制)是最典型的案例。JADC2是美国国防部提出的概念,它把所有军种—空军、陆军、海军陆战队、海军和太空部队连接成一个大网络。原来每个军种都开发了自己的战术网络,但与其他军种互不兼容。美国国防部官员认为,未来的军事冲突需要在几小时、几分钟甚至几秒钟内做出决策,而目前分析作战环境和发布命令的过程则需要数天,这导致现有的指挥和控制架构根本无法满足要求。JADC2概念中,数字空间作为继空中、陆地、海上、太空后的第五空间,负责收集和整合所有的空间数据并将所有空间通过系统连接在一起,这个系统连接到战争决策中心,通过预测分析、机器学习和AI分析后采取军事行动。决策中心通过界面、架构与具体特征一边连接五大空间信息系统,一边通过人员、流程和具体特征连接战斗群,实现两者的实时互动。

美国国防部下属的高级研究计划局(DARPA)开发的异质电子系统的技术集成工具链(STITCHES)是支撑JADC2的纯软件工具链,用于在系统之间自动生成极低时延、高通量的中间件来快速集成跨任何域的异构系统,而无须升级硬件或破坏现有软件。STITCHES可为战争指挥官在JADC2的战状下连接“所有传感器和士兵”。具体来说,它将来自空中、陆地、海上、太空和网络空间的行动和硬件数据连接起来,建立一个军事物联网,并将这些数据输送给指挥官和AI的机器,以便更好地快速决策。STITCHES可以通过AI来自动编程,从而创建实时网络,在没有烦琐数据标准的情况下为终端提供数据链接,在运行中建立自己的数据链接和可互操作的网络。在2021年9月美国空军的大规模实验on-ramp中,STITCHES连接了相隔数十年建造的不同平台,从而实现操作和数据共享。与此相关,2022年3月,DARPA宣布启动一个新项目,目的是在决策过程中引入AI技术,以帮助战争指挥官在复杂环境下快速做出正确的决策。

军事冲突越严重、市场竞争越激烈,芯片产业发展就越快。集成电路产业正处于强大的地缘政治利益、全球军备竞赛、数字主权维护和数字经济发展的中心。随着政治屏障高立、新式冷战开启,原来半导体技术具有领先地位的国家都在竭力确保其地位不被取代,甚至扩大领先优势;而其他国家也不甘于在数字化时代受他人掣肘,因此各国纷纷入局半导体以提升产业链的完整性和竞争优势。

预计到本世纪末,全球对芯片的需求将翻一番(16)。近年各国在半导体产业的大手笔竞争已然越来越激烈。可以预见的是,今后在半导体产业链的各个环节,甚至是上游相关的矿产资源、原材料购买、研发、生产和对人才的争揽,都将上演令人眼花缭乱的“芯”战故事。