近日，美國再次升級了對我們的芯片圍堵，為中國制造裝上“中國芯”又一次成為人們的企盼。盡快補齊芯片短板的同時，冷靜、科學應對也很重要。這方面，俄羅斯在尖端武器裝備研發(fā)上的一些做法或許可以提供一些參考——

芯片有軍用和民用之分?，F(xiàn)代武器裝備早在上世紀90年代就廣泛采用了各種芯片。特別是隨著信息化戰(zhàn)爭的發(fā)展，武器系統(tǒng)中電子設(shè)備的比重迅速增加，對高端芯片的需求也迅速增加。

但從烏克蘭危機至今，俄羅斯經(jīng)受了西方一輪又一輪的制裁，卻仍能在芯片短板之下推出一批又一批的尖端武器，如第五代隱身戰(zhàn)機蘇-57、第四代防空導彈系統(tǒng)S-400等。

那么，沒有高端芯片對武器先進性影響究竟多大？俄采取了哪些措施彌補沒有高端芯片帶來的缺陷呢？對此，科技日報記者采訪了航天科工二院的導彈專家郭衍瑩。

高端芯片影響武器體積重量和運算速度

美國第五代隱身戰(zhàn)斗機F-35，具備較強的隱身設(shè)計、先進的電子系統(tǒng)以及超音速巡航能力，據(jù)稱，其“渾身上下都裝滿了芯片”。

很多人關(guān)心，武器裝備采用高端芯片后真得能提高其先進性嗎？

郭衍瑩科普道，“以雷達為例，過去雷達的各項功能是依靠電子電路，即硬件來完成的，現(xiàn)在則是靠對目標信號進行運算，即軟件來完成的。譬如一部采用先進的脈沖多普勒體制的雷達，對目標回波信號進行運算，就可得出目標的速度、距離等參數(shù)，然后決定最佳火控方案，輸出指令將目標擊落。”

“這些運算其實是大量的重復乘法運算和迭加。而新型DSP芯片和FPGA芯片最善于進行這種運算。采用這些高端芯片后，武器裝備最明顯和最直觀的好處是體積變小、重量減輕，使武器更輕巧、靈活。如脈沖多普勒雷達，要完成測速、測距功能，只需幾片芯片，而不是好幾個機柜。有人做過估算，如果S-300中的信號處理機柜改用DSP或FPGA芯片，機柜的數(shù)目至少可減少三分之一甚至一半。” 郭衍瑩說。

毫無疑問，這對某些武器裝備，尤其是飛機、導彈和衛(wèi)星上的電子設(shè)備極其重要，甚至是武器能否成功研發(fā)的關(guān)鍵。

“采用高端芯片后，運行速度也會大大提高，從而使武器性能指標大幅度提高。”他指出，“目前一些先進雷達在不到0.1秒的時間里整機就要完成一次運算和作戰(zhàn)控制，因此用DSP或FPGA芯片再簡便不過了。目前，雷達中常用的軟件平臺就是FPGA+DSP結(jié)構(gòu)。FPGA主要對高速數(shù)據(jù)進行預處理，降低數(shù)據(jù)的速率，然后將數(shù)據(jù)送給DSP，去實現(xiàn)復雜的算法。DSP和FPGA芯片的技術(shù)水平，首推美國。”

對此，郭衍瑩專門指出，“在軍用芯片方面，美國商業(yè)部曾對一些專用芯片點了名，如DSP芯片、FPGA芯片等，但尚未正式實施制裁。不過，中美貿(mào)易摩擦并未得到實質(zhì)性解決，可以預計未來美國對我們新的制裁將更著重于專用芯片，尤其是軍用高端芯片，因為美國認為他的產(chǎn)品更具有壟斷性，制裁會更易于見效?！?/p>

揚長避短，確?？傮w水平世界一流

“傻、大、粗”，這是很多人通常給俄羅斯武器裝備貼上的標簽。其中一個重要原因，就是因為造不出高端芯片。

然而，郭衍瑩指出，“在性能指標方面，由于俄羅斯科技人員的努力，在主要方面基本上已克服了沒有高端芯片帶來的缺陷，基本達到與美國武器同樣的世界一流水平。”

郭衍瑩解釋說：“盡管微電子技術(shù)和芯片技術(shù)一直是俄羅斯的軟肋，但其基礎(chǔ)科學一直是很扎實的。即使是高端芯片，他們?nèi)阅軇?chuàng)新地設(shè)計出構(gòu)思巧妙的模擬電路，并加上一些小規(guī)模集成電路，來替代它。這不是簡單的替代，而是創(chuàng)新。采取這種方法一方面固然是出于無奈，但另一方面卻促使俄模擬電路技術(shù)等達到前所未有的高水平?，F(xiàn)在國內(nèi)有些人認為模擬電路技術(shù)已經(jīng)窮途末路，一些高校甚至撤銷了這門基礎(chǔ)課，這是一個誤解?！?/p>

僅僅有替代品還不夠，俄羅斯的科技人員還必須揚長避短，發(fā)揮自己的優(yōu)勢，以確保自己產(chǎn)品的總體水平世界一流。

“俄羅斯盡管微電子技術(shù)水平低，但在其他不少方面，如微波技術(shù)、微波電真空技術(shù)等基礎(chǔ)技術(shù)方面有很大優(yōu)勢。充分發(fā)揮俄科技人員聰明才智，揚長避短，就可彌補微電子技術(shù)薄弱帶來的缺陷。譬如，系統(tǒng)計算機盡量不放置在彈上或星上，而設(shè)置在地面，這樣就發(fā)揮了強項，避開了軟肋。”他舉例，S-300的雷達系統(tǒng)被美國一些著名雷達專家譽為是“高性能、低成本、低功耗”的設(shè)計。比如，它敢于首先采用X波段，而美國“愛國者”反導系統(tǒng)至今仍是C波段。它有微波大功率電真空器件，敢于大膽采用“脈沖重復頻率很高的脈沖多普勒體制”（接近連續(xù)波），因為這種體制能在大空域內(nèi)具有優(yōu)良的對付高速機動目標和雜波干擾的能力。而這一方案長期以來一直是被美國經(jīng)典雷達理論認為是“不建議采用”的。

“俄自知無力和美國全面拼比，但可以抓住主要指標世界領(lǐng)先。他們不能要求系統(tǒng)中所有設(shè)備和部件都是一流的，但要追求實效尤其是高穩(wěn)定、高可靠。這些獨特的設(shè)計思想，大大降低由于沒有高端芯片帶來的缺陷，也沒有妨礙其S-300以及后來的S-400、S-500等成為世界一流的防空導彈系統(tǒng)。這也使俄羅斯總統(tǒng)普京對外說話有了底氣?！惫墁摫硎?，“總體來看，俄羅斯的基礎(chǔ)科學強大、扎實，可以創(chuàng)新地設(shè)計出構(gòu)思巧妙的模擬電路來替代芯片；同時善于揚長避短，敢于在自己有優(yōu)勢的方面大膽創(chuàng)新，彌補沒有芯片帶來的缺陷，使武器總體水平世界一流。這種設(shè)計思想值得我們借鑒?！?/p>