- 芯片力量:全球半導體征程與AI智造實錄
- 李海俊 馮明憲
- 2061字
- 2024-12-28 12:30:18
1.1.2 俄羅斯集成電路產業現狀與未來電子戰
1)俄羅斯的集成電路產業現狀
俄羅斯在軟件和高科技服務方面歷來相當成功,但由于發展芯片產業需要的巨額投資(通常在萬億人民幣規模以上)及專業技術全球化分布的屬性,俄羅斯雖然擁有Mikron和Angstrem兩大集成電路廠商(14),但在先進芯片設計和制造方面非常落后,目前90%以上的電子元件和芯片均依賴進口。無人機、導彈、直升機、戰斗機、坦克和電子戰設備等軍用武器都是芯片需求大戶,在缺少先進半導體設計制造能力的情況下只能勉強為之。俄羅斯向印度出口的塔爾瓦級導彈護衛艦、自用的11356R型護衛艦上的指揮系統設備,尤其是計算機設備,都是美國IBM公司生產;T-90坦克安裝著法國泰利斯的凱瑟琳熱成像儀;自用的蘇-30SM戰機上原來安裝法國泰利斯激光衍射平顯和西格瑪綜合導航系統,在遭到西方制裁以后又換上了老式的平顯和導航系統。2014年,俄羅斯伊爾庫特公司從印度斯坦航空公司購買了34臺雷達火控計算機,用于蘇-30SM戰機的N011M“雪豹”R相控陣雷達的火控系統,隨后又陸續訂購了100臺。
俄羅斯作為一個軍事強國,在現代軍用方面勢必會需要新興科技,除了依賴進口和代工,還有自主研發。2014年開始,俄羅斯為了政府機構與軍事單位的獨立自主與信息安全,大力發展自用的CPU以擺脫對美國CPU的依賴。例如,俄羅斯莫斯科中央科技公司(MCST)2014年自主研發、并于2015年量產的軍用芯片“厄爾布魯士-8S”,只需要28納米之前的技術,它抗輻射、抗碰撞。俄羅斯很早就將數字電路改造為模擬電路,在原有基礎上自行研發出一款晶體振蕩器,可以完全取代傳統的軍事芯片。而對于自己實在無力制造的芯片,如涉及國防工業信息安全的Elbrus系列以及Baikal系列兩款重要芯片,則交給臺積電為之代工生產。而如今,因為俄烏沖突的原因,全球有能力設計、制造高端芯片的巨頭,包括英特爾、AMD、英偉達、高通、ARM、臺積電、三星、格芯(15)等大多已暫停對俄業務。
無論是AI、量子運算、虛擬現實、增強現實還是高效能運算、先進武器系統,都離不開高端芯片的支持。另外,現代戰爭從某種程度上講就是“芯”戰,芯片是硬件基礎,軟件是計算大腦,AI是決策腦核。芯片的需求實在是太大了,芯片產業本就薄弱的俄羅斯,如今還受到美國及其盟國的制裁,只有堅定地走一條自我復興之路。2021年11月,俄羅斯《獨立報》表明:AI、高超聲速導彈技術、激光武器、機器人技術正在成為軍備計劃的一個主要優先方向。有報告稱,俄羅斯高度重視將電子戰融入軍事行動,并一直在這方面投入大量資金。例如,2019年列裝的Tirada-2系統就可對通信衛星實施干擾。
2)美軍以JADC2開啟未來虛擬戰爭演練與發展
作為未來數字戰爭的規劃和設想,JADC2(Joint All-Domain Command and Control,全域聯合指揮與控制)是最典型的案例。JADC2是美國國防部提出的概念,它把所有軍種—空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊連接成一個大網絡。原來每個軍種都開發了自己的戰術網絡,但與其他軍種互不兼容。美國國防部官員認為,未來的軍事沖突需要在幾小時、幾分鐘甚至幾秒鐘內做出決策,而目前分析作戰環境和發布命令的過程則需要數天,這導致現有的指揮和控制架構根本無法滿足要求。JADC2概念中,數字空間作為繼空中、陸地、海上、太空后的第五空間,負責收集和整合所有的空間數據并將所有空間通過系統連接在一起,這個系統連接到戰爭決策中心,通過預測分析、機器學習和AI分析后采取軍事行動。決策中心通過界面、架構與具體特征一邊連接五大空間信息系統,一邊通過人員、流程和具體特征連接戰斗群,實現兩者的實時互動。
美國國防部下屬的高級研究計劃局(DARPA)開發的異質電子系統的技術集成工具鏈(STITCHES)是支撐JADC2的純軟件工具鏈,用于在系統之間自動生成極低時延、高通量的中間件來快速集成跨任何域的異構系統,而無須升級硬件或破壞現有軟件。STITCHES可為戰爭指揮官在JADC2的戰狀下連接“所有傳感器和士兵”。具體來說,它將來自空中、陸地、海上、太空和網絡空間的行動和硬件數據連接起來,建立一個軍事物聯網,并將這些數據輸送給指揮官和AI的機器,以便更好地快速決策。STITCHES可以通過AI來自動編程,從而創建實時網絡,在沒有煩瑣數據標準的情況下為終端提供數據鏈接,在運行中建立自己的數據鏈接和可互操作的網絡。在2021年9月美國空軍的大規模實驗on-ramp中,STITCHES連接了相隔數十年建造的不同平臺,從而實現操作和數據共享。與此相關,2022年3月,DARPA宣布啟動一個新項目,目的是在決策過程中引入AI技術,以幫助戰爭指揮官在復雜環境下快速做出正確的決策。
軍事沖突越嚴重、市場競爭越激烈,芯片產業發展就越快。集成電路產業正處于強大的地緣政治利益、全球軍備競賽、數字主權維護和數字經濟發展的中心。隨著政治屏障高立、新式冷戰開啟,原來半導體技術具有領先地位的國家都在竭力確保其地位不被取代,甚至擴大領先優勢;而其他國家也不甘于在數字化時代受他人掣肘,因此各國紛紛入局半導體以提升產業鏈的完整性和競爭優勢。
預計到本世紀末,全球對芯片的需求將翻一番(16)。近年各國在半導體產業的大手筆競爭已然越來越激烈。可以預見的是,今后在半導體產業鏈的各個環節,甚至是上游相關的礦產資源、原材料購買、研發、生產和對人才的爭攬,都將上演令人眼花繚亂的“芯”戰故事。