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战斗民族,俄罗斯是科技大国

文章作者:军事新闻 上传时间:2019-11-14

问题:俄罗斯是科技大国,它的芯片业如何?

  日前,俄罗斯贝加尔电子公司正式启动了贝加尔-T1芯片大批量产,产量规模为10万片。俄罗斯软件协会专家对贝加尔电子公司及贝加尔-T1芯片做出了评价,认为贝加尔电子公司是俄罗斯国内第一家基于微电子处理器系统的生产商。该公司在工程样本发布后一年时间里就实现了贝加尔-T1芯片的量产,并且芯片性能丝毫不逊于外国类似产品。俄罗斯目前电子元器件进口依赖程度已高达99%,包括关键领域的应用,微处理器的首批量产对于俄罗斯来说是一件具有非常重要意义的事。

回答:

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在六七十年代的电子管时代,苏联的电子科技水平并不比美国落后多少,可以说不相上下。但后来到了集成电路时代,苏联在发展电子技术上走了一条弯路,苏联人认为集成电路在核战争环境下的抗干扰能力和可靠性都不佳,所以苏联走了电子管小型化的邪路,最后在电子工业领域大幅度的落后于美国。

  从苏联时代曾经的辉煌,到如今的电子工业整体衰退。即便俄罗斯目前积极发展本国处理器以及半导体产业。但在如今的国际格局下,中国半导体产业茁壮成长,俄罗斯半导体产业走向没落已经是定局。

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  贝加尔-T1性能有限且受制于人

苏联解体以后,俄罗斯继承了大部分苏联电子工业的遗产。苏联的解体导致了俄罗斯电子工业衰退,由于财政投入不足,俄罗斯的电子工业和芯片技术都大大的落后于世界先进水平,99%的电子元件依靠进口。

  虽然俄罗斯软件协会专家对贝加尔-T1芯片的评价比较高,但这款芯片的俄罗斯血统其实非常有限,而且芯片的性能也比较有限。具体来说,贝加尔-T1其实是集成了两个MIPS P5600 CPU核的SoC,由台积电代工。

在军用电子产品领域更加落后,俄罗斯向印度出口的塔尔瓦级导弹护卫舰,以及自用的11356R型护卫舰,上面指挥系统的设备,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公司的凯瑟琳热成像仪。

  本质上,和国内ARM阵营IC设计公司购买ARM的IP授权集成SoC类似,真正由贝加尔电子完成的工作只有一系列的集成工作,由于设计CPU的过程中80%的功夫都花在研发CPU核上,这种从MIPS购买IP授权集成SoC做出来的芯片,其俄罗斯血统就非常有限了,而且还不能保障从MIPS购买的P5600 CPU核绝对没有后门。

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  在性能上,贝加尔-T1也非常有限,其主频只有1.2G,而且P5600也是性能比较一般的CPU核,是Imagination收购了MIPS之后,在2013年发布的一款产品,根据有限的信息判断,P5600与ARM Cortex A15、龙芯GS232e大致处于同一水平,是一款嵌入式产品。

俄罗斯在航天电子产品领域也严重依赖进口,例如格洛纳斯卫星定位系统80%使用西方国家的电子元件,其他航天器中所占的比例也基本类似。从2014年起,西方制裁让俄罗斯无法从美国等国进口军用级电子零部件。

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  而从用途上,其实也能看出来贝加尔-T1芯片性能有限——主要用于路由器、IP电话、数据存储、工业自动化、车载系统等方面。因此,贝加尔-T1显然达不到桌面CPU的性能,即便是T-Platforms(该公司是俄罗斯有名的超算厂商,其生产的超算罗曼诺夫2号是目前俄罗斯性能最好的超算)推出的搭载贝加尔-T1芯片的Tavolga Terminal TB-T22BT,其实也是一台瘦客户端。

为了替代西方电子元器件的制约,俄罗斯近三年来开始向包括中国和印度在内的友好国家采购航天和航空电子产品。俄罗斯航空业的电子技术水平不敢恭维。例如苏35战机上有3000种电子组件,其中就有很多进口电子元件。

  对于贝加尔-T1这款芯片,俄罗斯官方显然是比较重视的,否则也无法获得《2008-2015年电子元器件和广播电子发展规划》联邦专项规划的支持。但就意义而言,更多的在于解决有无问题,哪怕这款芯片是买IP做集成的产物。

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  就如俄罗斯Axitech公司在对芯片进行测试后的评价:它使俄罗斯在远离进口依赖的道路上迈出了一大步,国家有必要对公司和产品进行进一步的保护,以减少对俄制裁带来的负面影响。。。。。。

自用的苏-30SM战斗机上面安装着法国原装的泰利斯平显和西格玛先进导航系统。最令人吃惊的是,苏-30SM战机竟然使用了印度研发的火控计算机。在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,随后俄罗斯又陆续订购了100台。一个世界最强的航空大国,居然向一个连第三代战斗机都搞不定的落后国家采购高性能火控计算机,这实属罕见。

  俄罗斯军用电子元件大量依靠进口

回答:

  俄罗斯民用电子产品大量进口早已不是新闻,即便是军用电子元件,俄罗斯也很大程度上依赖进口,比如俄罗斯最新服役的苏35战机上就有3000种外国组件,当中就有很多进口电子元件。再比如T-90等不少坦克的火控系统中就曾经集成法国的热成像仪,而且原装的俄国产热成像仪连印度都嫌弃,印度在引进T-90主战坦克的过程中,换装了法国泰利斯公司的凯瑟琳热成像仪。

我是萨沙,我来回答图片 7

图片 8  (法国泰利斯公司的凯瑟琳热成像仪)

很烂,比中国都差。

  塔斯社援引俄罗斯联合造船公司进口产品替代部主管Alexander Navotolsky的话称,在电子元件和模块方面俄罗斯船厂对外国元件的依存度大约为70%。

刚到俄罗斯的时候对这个国家不了解,去买电子数码产品。

  在乌克兰以及克里米亚事件之后,西方制裁促使俄罗斯无法从美国采购电子零部件。俄罗斯航天政策研究所所长莫伊谢耶夫表示:“美国此举也可以迫使我们走自己发展之路。我们的‘格洛纳斯-M’卫星75%-80%使用的是西方国家的电子元件。其他航天器中所占的比例也基本类似。”

到柜台一看,清一色欧美还有小日本的东西,甚至电子计算器都是台湾生产的。

图片 9  (抗辐照芯片)

萨沙很奇怪,询问老同学:苏联这么牛逼,自己的东西呢?

  俄罗斯官方媒体引述俄罗斯宇航局消息来源的话说:俄罗斯宇航局目前同中国航天科工集团(CASIC)合作,中方下属的一些研究所已向俄罗斯方面提供了几十种电子零部件样品,这些配件或是能全部,或是经过少许改动后可替代美国进口货。在向中国大规模采购电子零部件前,俄方正在翻译有关这些配件的技术资料,并对这些配件进行测试。由于在宇航级CPU上欧洲对俄断货,俄罗斯已经向中国采购了不少宇航级CPU。

同学说:电子设备就是苏联最不牛逼的东西了,现在市面上百分百都是进口货。

图片 10  772所研制的抗辐照芯片出口俄罗斯

在冷战时期,苏联各项科技都在追赶欧美,很多技术都基本赶上。图片 11

  在2014年,俄罗斯电子股份公司的总裁安德烈·兹韦列夫表示:“我们首要的任务是建立起国有电子元器件生产基地,这对满足我国国防所需的关键能力非常有必要。。。。。。在核弹领域,俄罗斯已经完全决定不再使用国外电子元器件(就是说曾经在核弹领域使用国外电子元器件)。其所需的电子元器件将100%在俄罗斯境内研发和生产(注意是“将”)。

但是,电子领域则始终有10年以上的差距。

  从中可以看出,进口电子元件已经深入俄罗斯国防军工的方方面面,从坦克到飞机,再到军舰,甚至连与核弹有关的电子元器件都不同程度上依赖进口,俄罗斯电子工业衰退的着实令人目瞪口呆。

到了八十年代欧美大搞集成电路,苏联因只顾军事用途还在研究老式的电子管。

  苏联时代电子工业实力仅次于美国

区区10年后,双方差距就是天差地远。后来苏联用尽一切手段,甚至派出大量商业间谍窃取核心资料,但仍然发展较慢。

  虽然当今俄罗斯电子工业衰退的很厉害,但苏联时期家底还是比较厚实的。中国建国初期计算机技术从无到有,很大程度上就得益于苏联的技术,103计算机是根据苏联提供的M-3设计图纸进行局部修改后研发的,运算速度达每秒3000次,该计算机共生产36台。104计算机根据苏联БЭСМ-II计算机为模板研发,每秒运行1万次,共生产7台,在原子弹的研制过程中发挥了重要作用。

目前俄罗斯芯片业水平非常低,民用中高端芯片百分之九十五以上依赖进口,军用芯片无法进口只能依靠自研。

  有一些观点认为,是苏联的体制问题影响电子工业的发展,比如搞三进制和电子管小型化等等。

自研老式芯片虽能用,但性能非常落后,严重影响了俄罗斯高精尖武器的性能。

图片 12  (采用超小型电子管的耐火箱)

实际上,甚至包括核武器和航天在内设计最高国家安全的东东,仍然被迫使用了大量西方的电子元器件(。

  但其实,这种解读是片面的。苏联在50、60年代确实做过三进制计算机,只不过后续工作没能得到上级的支持,导致三进制计算机研项目搁浅。

在2014年,俄罗斯电子股份公司的总裁安德烈·兹韦列夫表示:“我们首要的任务是建立起国有电子元器件生产基地,这对满足我国国防所需的关键能力非常有必要......在核弹领域,俄罗斯已经完全决定不再使用国外电子元器件(就是说曾经在核弹领域使用国外电子元器件)。其所需的电子元器件将100%在俄罗斯境内研发和生产。图片 13

  事实上,三进制计算机确实有其独到之处,美国也研究过三进制计算机。如果把苏联研发三进制计算机归结为体制问题,那么美国也研究三进制计算机,这是不是也意味着美国的体制也有问题?

虽然俄罗斯专家务实的采用了系统第一的设计原则,也就是最大程度在低电子硬件水平的基础上保持武器的性能,仍然无法弥补客观的差距。

图片 14  (真空管电子管)

2017年,俄罗斯贝加尔电子公司正式启动了贝加尔-T1芯片大批量产,产量规模为10万个。这是目前俄罗斯最顶尖的芯片。

  同样的,关于电子管小型化苏联取得了不小的成绩,真空电子管虽然具有寿命短、容易碎裂、容易烧坏、体积比晶体管大的缺点,但优点在于工作稳定,而且抗干扰能力非常强悍,非常适合在军用设备中使用。

那么,贝加尔-T1这款芯片到底有多少俄罗斯血统呢?

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贝加尔-T1集成了两个MIPS P5600 CPU核,以及DDR3、SATA 6Gbps、PCI-E 3.0、10Gb/1Gb以太网等模块。图片 16

  特别是在冷战中核大战的阴影下(在核大战环境下,存在大量的电磁脉冲,电子管基本不受干扰,而晶体管就呵呵了),苏联在军用电子设备上选择电子管也就合情合理了。

MIPS P5600 CPU核是英国Imagination公司(就是苹果GPU核的供应商,前段时间被苹果一个2年后停用PowerVR系列GPU坑的股价暴跌69%的那家公司)收购MIPS公司之后,在2013年发布的勇士系列的CPU IP内核,这也是Imagination收购了MIPS之后的第一款产品。

图片 17 苏联科学家亚历山大·克拉斯洛夫

由此可见,贝加尔-T1其实和国内华为海思、展讯、全志、瑞芯微等ARM阵营IC设计公司类似,都是购买IP做集成的产物。无非是华为海思、展讯、全志、瑞芯微从ARM那里购买IP授权,而贝加尔-T1从Imagination/MIPS公司那里购买IP授权。

  而且,苏联在发展电子管小型化的同时,并没有放弃晶体管的研发。在1948年,苏联科学家亚历山大·克拉斯洛夫与莫斯科化工学院苏珊娜·马多娅发表了苏联第一篇关于晶体管的文章。后来亚历山大·克拉斯洛夫因在半导体晶体管研制方面的杰出贡献荣获列宁勋章。

因此,贝加尔-T1其实是买IP做集成,其核心微结构是购买自MIPS的,贝加尔电子公司做的仅仅是将各种IP集成起来。

  1950年,苏联多家单位分别完成了类似的晶体管样品研制。

其实,不要说今天,早在海湾战争时期,这一点就暴露明显。

图片 18 (苏联第一个硅晶体管П104 )

摘录长篇文章。

  1953年,时任国防部副部长的苏联科学院院士А。И伯格起草了一封上书苏共中央委员会的信,建议开展对晶体管的开发工作。到1957年,已经有晶体管收音机进入苏联百姓家庭之中。

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首先看看坦克战。

  P-353“质子”电台,采用了超小型电子管,装备苏军伞兵和克格勃特种部队

美军在海湾战争中表现出了巨大的信息化优势,M1A1坦克同样如此,该坦克装备的热成像仪在夜间或烟雾条件下可以识别1500米内的目标,而探测距离远达3000米。伊军T-72M配备的只是第二代微光夜视仪,最大探测距离800米、甚至更短。在战斗中,M1A1在大多数情况下地做到了“先发现,先射击”,战后很多伊军坦克兵俘虏回忆,他们只能朝着炮口火焰还击。

  不过,由于核大战的阴影,60-70年代,超小型电子管和晶体管并存是苏军装备的一个特点,比如苏军装备的无线电台基本上都是超小型电子管和晶体管并存,这样可以充分发挥各自的优点。

所以,T-72M与M1A1的在海湾战争的较量,就像是一个瞎子与一个视力正常的人在搏斗,而这个视力正常的人还更强壮一些,T-72M战绩为0的惨败也就不足奇怪了。不仅在夜视设备上差距巨大,T-72M还缺乏完善的火控系统,激光测距仪获得数据需要手动输入至火控计算机,实际上不具备“动对动”射击能力。这个问题直至T-72BM的出现才得到解决,但T-72BM进入苏军服役的时间已是1988年。T-72输在哪里?它输在传感器、乃至整个火控系统上了。

  到80年代,苏联的半导体工业进一步成长,进入了大规模集成电路时代,微型机年产量突破60万台,有5家大型工厂生产大规模集成电路和微机,这些微型机被用于180多种工业设备和生活用品上。

在复杂地形上,或许情况会好一些,但在1991年的中东沙漠地带,T-72M就是比M1A1落后一代的坦克。

  特别是在超高速集成电路和集成电路抗冲击方面,苏联具有很高的技术水平。在其他方面,即便相对于美国,局部的差距最多不过5年。必须指出的是,苏联建立起了从原材料、设备、设计、制造等一整套完整的半导体工业体系,而且这整套工业体系是完整而独立的,当时仅有美国和苏联具备这种实力。

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  俄罗斯无法效法中国发展产业

再看看空军。

  导致当今俄罗斯电子工业一蹶不振的原因并非是苏联体制问题。恰恰是苏联的举国体制、高效的理工科教育和庞大人才储备使苏联在半导体工业上得以快速发展。而苏联解体才是俄罗斯电子工业衰退的罪魁祸首。

苏联武器设计师对信息、传感器能力的缺乏重视同样表现在战斗机上。伊拉克空军尽管不可能与美军优势的空中力量抗衡,甚至是无法取得战果也在情理之中,但伊拉克飞行员在出击中表现出的对信息装备发展的无知还是值得深思的。

  在苏联的经济布局之初,斯大林为了加强各个加盟国的联系,就结合各地实际情况,把产业布局按照上下游关系分配到各个加盟国。根据产业布局,乌克兰是苏联的电子信息工业基地,白俄罗斯是苏联的半导体工业和微电子工业基地,即便是波罗的海三国,苏联也曾经布局半导体工厂。

美军报告如此记录:伊拉克飞行员普遍对联军战斗机的雷达跟踪没有作出正确反应,大多数遭受联军战斗机攻击的伊拉克飞行员作出的防御反应往往是下降到很低的高度。

  而随着苏联解体,直接导致苏联时代的完整的工业体系破碎化。加上俄罗斯寡头和西方国家用非战争的方式洗劫了苏联人民的财产,导致原苏联各加盟国军工领域许多专家、教授失业,大量一流的工程师陷入赤贫。

他们确信联军战斗机的脉冲多普勒雷达不可能在低空截获他们。

  恰逢此时,美国、西欧和日本、韩国、中国不遗余力的从苏联挖掘人才。

美军F-15、16等战斗机都装备了采用平板狭缝天线的脉冲多普勒雷达,能够过滤地面杂波,具备完善的下视/下设能力。尽管米格29战斗机上装备的NO19雷达也为脉冲多普勒雷达,但下视能力却不可靠。

  不过,在人才抢夺中最大的受益者自然是美国。美国从苏联挖走了不少出色的架构师,比如彼得希洛科夫,他是超标量之父,在英特尔期间提出了simd的概念,参与p3的核显设计和英特尔3d工艺的预设。

也许正是这个原因,造成伊拉克飞行员的错误认识,认为被美军战机雷达锁定后,只要下降高度利用地面杂波掩护就可以使雷达脱锁,从而避开半主动雷达制导的AIM-7空空导弹的攻击。

  正是因为苏联解体之后造成的经济困难和人才断档,导致如今俄罗斯半导体工业实力有限。即便和昔日的小兄弟中国相比,差距都非常明显。

苏式战斗机在雷达等信息装备上的落后,使得伊拉克飞行员、乃至最高指挥当局无法获得对最新军事科技的正确认识,从而导致了伊拉克空军未在战争中起到应有的作用。

  就以军用电子设备来说,中国在军用电子元件上的自主化程度要比俄罗斯高得多,以某型预警机为例,其CPU、DSP、T/R组件等关键电子元件全部国产化;某坦克火控系统和很多导弹的关键电子元件也实现国产化;北斗导航卫星国产化率达到98%,“神舟”、“天宫”里大多都是国产电子元件。可以说,中国在武器装备电子元件自主化方面已经远远超越昔日的老大哥了。

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  虽然目前俄罗斯也开始致力于发展半导体产业,但前景非常不乐观。

再看看作战体系。

  首先,由于政治原因,中国还是可以从西方通过商业并购获得一些相对落后的技术,虽然单纯引进技术很容易形成“引进一代、落后一代”,但如果国内有实力强劲的技术团队,从中借鉴国外技术,从而提升自身技术水平,这还是有希望的。相比之下,俄罗斯在这方面基本不具备可能性。

比起坦克、战斗机这些单项装备更为重要的是,大型电子侦察机、预警机等支援飞机使得美军建立信息化的体系优势。例如E-3预警机主要装备了AN/APY-1型S波段脉冲多普勒雷达,该雷达对战斗机的最大发现距离达400公里;在数千米高度巡航,使得E-3可以突破地球曲率的限制,对400公里外的敌方腹地进行全空域探测。

  其次,俄罗斯经济状况并不乐观,特别是乌克兰危机之后,俄罗斯先后在克里米亚和叙利亚出手,加上美国联合沙特打压油价,俄罗斯政府不可能像中国政府那样耗费巨资投资半导体产业。

在美国决定出兵的8月7日当天,美国空军第552空中控制联队的5架E-3空中预警机即启程飞往沙特,8月10日开始在沙特上空执行巡逻任务。在“沙漠风暴”行动开始后,E-3预警机在伊沙边境巡逻飞行,伊拉克战斗机刚从机场升空即被发现,使得美军可以从容地调动护航战斗机编队对伊军战机进行攻击,保护己方攻击机编队的安全。

  再次,中国半导体产业从原材料、设备制造、芯片设计、芯片制造、封装测试整个产业链是完整的,即便局部不如西方,也可以就不足方面集中人力财力发展,补足自己的短板。而俄罗斯在苏联解体后,产业链破碎,很多方面要从零开始起步,如此追赶谈何容易。

E-3预警机的作用还在于其对美军机群进行了空中管制,确保伊拉克上空的数百架联军战机不会发生碰撞事故。在整个战争期间,E-3总共控制了9万架次飞机的飞行,平均每天2240架次。

  最后,中国有最庞大的电子消费市场,而且中国还有全球最庞大的受政府控制市场。正如幼稚工业保护论,在本国自主技术发展初期,必须有一个相对封闭的市场予以保护,在发展壮大之后才能与美国巨头竞争。而中国的党政军、国企、事业单位等体制内单位有几千万台PC,以及海量的服务器等各种电子设备。根据相关计划,到2020年党政系统2700万台计算机和60万台服务器将全部换血。而这种规模的党政市场是俄罗斯所不具备的。

美军在海湾战争中还投入了E-8战场联合监视机。与E-3一样,E-8的飞行平台也是采用波音707客机,但其装备的是APY-3雷达,该雷达主要采用广域活动目标监视指示模式(WAS/MTI) 和合成孔径/固定目标指示模式(SAR/FTI),可以监视敌方腹地100公里的地面移动目标,或者敌方固定目标的高分辨图像。图片 23

在美军空袭期间,驻科威特伊军曾主动向沙特边境城镇海吉夫发动地面进攻,希望尽早将美军拖入地面战。伊军在占领海吉夫后,联军发动反击,伊军为了保持战果展开大规模增援。

但在1月30日夜间,还在科威特境内集结的伊军第3装甲师和第5机械化师主力被E-8战场联合监视机发现。

美军马上对这两个师发动大规模空袭,对其造成了重大的损失,在由3架B-52轰炸机的一次打击中,就有80多部车辆被摧毁。

人们在战后统计时发现,在伊军战术与战略预备队的所有师中,这2个师的损失仅次于在2月27-28日坦克战中被美第7军围歼的伊第10和12装甲师。

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