俄罗斯的芯片，为什么不怕卡脖子？

来源|星海情报局

俄罗斯靠着曲线救国，出奇制胜的招数，大大降低了没有高端芯片给其国防军工力量带来的影响。

俄乌战争开打80个小时之后，在一个介绍乌俄两国军事力量的视频下面，我看到一个问题：俄罗斯的军事装备不用芯片吗？美国怎么不制裁他们？

答案是：当然制裁了，而且没停过，但俄罗斯表示：根本不怕。

民用领域更好理解，因为俄罗斯对消费端高端芯片的进口量很小，本就对外不存在依赖。

军用方面则相对复杂，现代军事装备、航空航天，芯片的使用几乎无处不在。俄罗斯自有芯片产业非常落后，又面临全球一轮又一轮技术禁运，早就被制裁麻了，但偏偏还能一批又一批推出世界一流的新武器。

他们怎么做到的？

没有脖子，你卡哪？

先来说民用领域。

俄罗斯是一个非常特殊的超级大国——它几乎就没有成规模的民用半导体产业。

一句话：哥们儿没有脖子，你卡哪？形成这种现状的原因是多样的。

首先是历史原因。

苏联施行的是计划经济体制，对外通过经互会协调小弟们的经济活动。加勒比海的古巴生产糖，经济发达的东德生产精密仪器，身处热带的越南生产大米。

对内有中央计划委员会，产业都是按区分配的，乌克兰种田养牛，哈萨克斯坦采棉花，白俄罗斯造卡车......活像九年义务制教育，房子买哪了就在哪就近入学，想换个赛道发展还得先搬个家。

苏联当时为了平衡各加盟国利益，将微电子产业拆开分配到了各个加盟国。苏联解体后导致俄罗斯的半导体产业变得非常碎片化。

其次是技术路线选择的原因。

前面说过，俄罗斯是个极为特殊的国家。由于二战、冷战的因素，和一些地缘政治原因，俄罗斯在选择技术发展路线的时候，首先考虑的一定不是能不能赚钱的产业化问题，而是能不能保命的国防安全问题。

集成电路技术的起步时期刚好也是美苏冷战时期，苏联考虑到核打击的威胁，在晶体管和电子管两个技术路线之间，优先选择了抗辐射能力更强的电子管技术。

电子管的小型化的确存在先天限制，但那个时候也的确没人想到，晶体管的小型化竟然能够发展到纳米级。

技能点有限，科技树一朝点错，后来发生的事，大家都知道了。

最后是经济原因。

俄罗斯分到了苏联的大部分遗产，但祖传的不止有产业，也有仇恨与警惕。苏联解体，北约却没打算解散，结果就是俄罗斯打从生出来，这辈子就没睡过一个好觉。一会是车臣，一会是格鲁吉亚，一会北约又要东扩。

不是分家的兄弟起了领土争端，就是作妖的宿敌见缝插针给你使坏，以至于国家始终都生存在一个群狼环伺，不小心就会被生啖血肉的高压环境之下。

苏联留下的本就是一个国民经济破败不堪的局面，轻重工业发展极不均衡，高压环境致使民营经济极其落后，且很难有机会得到发展。

2004-2007短暂经济复苏，2008年就和格鲁吉亚打了一仗；2011年之后经济刚有逐渐复苏的迹象，却又被和乌克兰的冲突打断，也就是我们都知道的克里米亚事件。

半导体产业是一个典型的资本密集型产业，需要大规模、长时间的持续投入，才能看到结果。但常年的内忧外患，使得俄罗斯民营经济自己都举步维艰，更顾不上发展出手机、平板这些民用消费电子产业。

前几年EDN曾报道过俄罗斯的一款智能手机Yoga phone，双面屏幕，支持电纸书阅读，后来没多久这个Yoga Devices公司营运状况不佳，就在2019年宣布破产了。

这一切的结果，就是如今俄罗斯民用和消费电子市场占全球份额还不到2%。

而美国半导体工业协会2021年的一份声明显示，俄罗斯的半导体采购量还不到全球半导体采购量的0.1%。其中民用半导体采购量占比就更是微乎其微。

工程能力的神迹

但民用微电子产业的近乎空白，并不意味着俄罗斯就完全没有半导体产业。

目前俄罗斯主要集成电路制造商为两家：Микрон和Ангстрем公司，前者提供65-250纳米制程工艺加工能力，后者提供90-250纳米制程工艺，拥有8英寸晶圆厂，两家公司主要提供军用、航天和工业领域产品。

在这方面，美国的制裁其实一直都没停过。

2016年，Ангстрем在泽列诺格勒的一家工厂为了更新制程工艺，向AMD购买必要设备期间，被美国商务部加入了制裁名单，交易随即被迫中止。

该公司随即陷入债务危机，濒临破产边缘。后来是前身为原苏联电子研究所的НИИМЭ与俄罗斯政府共同出手，联合Ангстрем最大债权方VEB.RF对其进行了破产重整，才将公司保留了下来。

俄乌开战前后的这几天，美国最先宣布落实的两轮对俄制裁手段，也是切断关键技术供货。

其中包括了半导体、计算机、信息与通信、传感器/激光、导航/航空电子、海洋、航空航天等7个领域的57项可用于军事目的的项目和技术。

欧洲几乎是同步响应的，紧接跟上来的日本、韩国、中国台湾，几乎也都是在微电子领域的先进国家和地区，其宣布的对俄制裁措施中，有相当一部分和半导体有关。

但其实俄罗斯半导体最大的进口供应者，是中国。

我国的芯片产业水平，能够出口的大部分都不是什么高精尖产品，虽然可以支撑普通的军事装备，但对尖端军事装备的研发来说肯定不够用。

基础工业水平差，微电子技术又一直是俄罗斯的短板，还要被西方一轮又一轮制裁，俄罗斯却能一批又一批推出世界一流的新武器。

这种看上去很不科学的现状，来源于俄罗斯科学家极其扎实的基础理论能力，和近乎逆天的系统工程能力。

拿美国的爱国者-3和俄罗斯的S-300-2相控雷达来说，二者都采用了先进的脉冲多普勒体制。

雷达中以信号处理部分用数字芯片最多，最常用的是富利哀变换运算，可以快速算出目标信号的多普勒频率有多大，然后根据多普勒效应的公式推算出目标速度。

The S-300

美国的逻辑是——给雷达装最先进的芯片，把算力堆起来解题。

而俄罗斯在没有高端芯片的时候，在雷达中使用了一种他激晶体振荡器作为中频信号积累，其体积虽比芯片要大，但比一般集成电路要小，可以替FFT的基本功能。

虽然由于元件的小型化有先天不足，做出来的装备比较看起来比较傻大粗，但从核心效果指标上来说，基本可以达到与爱国者同等水平。

美国一批雷达专家，专门喜欢研究俄罗斯雷达的优势和软肋，并积累了大量资料和数据。他们对俄罗斯S-300雷达系统设计的评价，是高性能，低成本，低功耗。

其中有大量让美国专家们称赞的自主创新之举，比如S-300采用了X波段。还利用了低损耗波导进行微波传输，加上独特的收发隔离技术，将S-300的天馈系统的总微波损耗降到了5dB左右。

但爱国者雷达天馈系统的损耗可高达7-12dB。理论计算表明，微波损耗每降低1dB，,就可使雷达作用距离增加6%。

美国人的设计原则，通常是利用最先进的技术，采用最先进的元器件，达到最先进的水平。

而俄罗斯人的设计原则，是只要能够达到最先进的水平就行——元器件可以不用最先进的，技术可以不要最高精尖的，我只要效果能达到最好的就行。

这就是所谓的系统工程能力。不追求使用最先进的元器件和最先进的技术，但整体系统水平和可靠性、稳定性必须一流。

用某同事的话说，俄罗斯人实在擅长把一堆破烂组合在一起，变成一个能够横扫千军的人间大杀器。

基础研究是一切工程能力的基石

俄罗斯这些曲线救国，出奇制胜的招数，大大降低了没有高端芯片给其国防军工力量带来的影响。

虽然外形看上去不那么精致，却并不妨碍俄罗斯的S-300以及后来的S-400、S-500等成为世界一流的防空导弹系统。

但话说回来，这种解题思路，还是被逼出来的。而且在军事、航天上可以替代高端芯片的解题思路，也完全不适用于产业化。

要用极高的系统工程能力解决一个特定的问题是可行的。但它只适用于对单一技术问题的科研攻关，在不考虑成本和良率的军工产业可行。

但在需要考量成本、良率、投资回报率、工业化生产效率等综合解决方案的产业化领域，则完全行不通。

俄罗斯军事工业对高端芯片功能的替代方式，真正值得我们借鉴的，是系统解决问题的思路，以及背后支撑了这种解题思路的，强大的基础理论研究水平。

知乎有个答主自述，其接触到的任何一个工科学科，找一篇有一定程度数学基础的论文，然后找到它的参考文献里，理论性最重要的一篇，然后再找这篇的参考文献，一次迭代，五步以内，必是俄文。

一个学科的基础理论，是一通百通的，这才是一切系统工程能力的根源，也是一切人间大杀器无法跳脱的起点。

本文首发于微信公众号：阿尔法工场研究院。文章内容属作者个人观点，不代表立场。投资者据此操作，风险请自担。