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中国芯片技术 中国芯片技术及进口芯片实情

海峡两岸的民主人士表示:中国不能自己造芯片,要靠台湾省,从美国进口。

事实是,虽然芯片是中国的软肋,中国可以造芯片,自给率40%,但是技术没有美国先进。

中国没有自己的芯片,相反,中国的芯片技术还不错,尤其是低端芯片,基本都是本土化的。比如电视、冰箱、导弹飞船里的芯片都是国产的。

中国的华为有自己的海思980芯片,中国自己的光刻机已经量产。没有这项技术,你的生命线就会被别人抓住。有了这项技术,中国可以自主开发和生产各种芯片。

目前,中国军工产品上的许多芯片和处理器已经被龙芯/神威/腾飞等国产自主芯片所取代。龙芯的民用版,经过几次升级,现在已经达到接近大规模商用的水平。国内使用龙芯的笔记本也已经引入市场。

中国每年进口大量芯片,但他们不会告诉你的是,这些芯片90%用于组装出口到美国和欧洲的手机和电器,很少用于自己使用。

中国的华为、中兴、台湾省的富士康等手机厂商,大量进口芯片组装在手机上,然后再出口到美国、欧洲和世界。这就是中国每年进口3000亿美元芯片的秘密。

在美国的集成电路领域,中国丁晖科技的指纹识别芯片是占主导地位的安卓手机,比特兰的矿机芯片出货量全球第一。海思的麒麟处理器水平不断提升,寒武纪AI芯片在Mate 10系列上大量出货,展讯的基带芯片在三星手机上大量组装。

民用芯片的大量进口和核心层面的军用芯片自给自足并不矛盾。

虽然中国民用芯片大量进口,但核心级军用芯片基本自给自足。

主要是军用芯片和民用芯片的需求和针对性不同。

从中国进口的芯片90%不是个人使用的。

虽然中国每年进口3000多亿美元的芯片,但大部分用于安装出口。

中国生产了世界上50%以上的彩电,70%以上的智能手机、平板电脑和90%左右的个人电脑,这些产品在世界各地大量销售。在3000多亿的进口芯片中,大部分被加工成电子元器件,然后出口。中国自己使用所需的芯片约为600亿美元。

因为商业、工业、军事、航天芯片针对的环境不同,所以差别很大。比如工作温度方面,商用CPU的工作温度是0℃~70℃。军用CPU的工作温度为-55℃~125℃。

在制造工艺方面,最先进的手机芯片已经开始采用10纳米制造工艺,但即使在半导体技术全球领先的美国,许多军用芯片仍然采用65纳米制造工艺,这在许多电子爱好者看来是非常古老的。原因之一是相对先进的制造工艺会导致芯片的电磁干扰容限变差。此外,军用芯片对高瑞的要求不高,在各种复杂的地磁环境下,对稳定性、可靠性和抗干扰能力都有很高的要求。

比如很多美国战机现在还在用比很多网友还老的486或者奔腾芯片。因此,中国大量进口民用芯片并不意味着核心级军用芯片不能自给自足。

虽然我国自行设计的CPU、GPU等芯片在民用市场上不具有竞争力,但经过改造后,既能推动武器装备在军事市场上的信息化,又能保证芯片的安全性和可控性。

大型系统中的零设备按其重要性可分为一般、重要、关键、核心四个层次。目前,核心级别的军用芯片或设备基本上可以被国产化所取代。

例如CPU、GPU、DSP、FGPA、T/R组件等。CPU和GPU想必大家都很熟悉,一个是CPU,一个是图形处理器,从手机到PC,上千家万户都用过。

很多军事装备都需要CPU和GPU。比如飞行员头盔瞄准系统需要CPU和GPU。比如预警机也需要CPU等电子元器件。

FGPA是一个可编程门阵列。一般来说,FPGA主要用于大规模处理器芯片研发的验证阶段,用于在芯片流之前验证处理器设计的正确性,从而避免芯片流的风险。很多CPU厂商公布的芯片模拟器测试结果,其实都是FPGA做的。由于FPGA在编写软件之前具有很好的通用性,所以也在很多新兴领域得到了应用。比如美国FPGA巨头推出了可用于深度学习和科学计算的FPGA,性能功耗比是英特尔至强融核计算卡的4倍。FPGA可以在雷达相控阵子阵中做初步的数据处理。

中电集团14号生产的KLJ-7A相控阵雷达装备了1000多个收发组件。收发模块是有源相控阵雷达的重要组成部分。t是发射,R是接收,换句话说就是发射/接收模块。有源相控阵雷达后端没有发射机,依靠无数T/R单元收发雷达波。收发模块是一个非常重要的电子元件。DSP是数字信号处理器,通信基站中有一个DSP芯片。此外,国防科大还用DSP作为天河2A超级计算机的加速器,取代了美国禁止的至强PHI计算卡,这款DSP具有非常强的双精度浮点性能。DSP可以用于雷达和通信系统,就像预警机中的DSP一样。当然,核心级芯片并不局限于上面提到的那些,这里只列出一些关键要素。

中电集团55所研发的三维氮化镓元器件引起了国外媒体的关注,中国人研发出了一种雷达元器件的黑色技术,充分体现了中国军用半导体技术的实力。

目前国内军用电子元器件核心基本自给自足,但部分芯片需要一定程度的进口。比如一般级别的电阻电容——其实国内不仅可以生产普通电阻电容,也可以生产航天级钽电容,但是购买国外公司大量生产的成熟产品更便宜。电阻电容没有CPU后门,而且由于出货巨大,国外供应商不可能知道中国采购的电阻电容会用到哪里,所以这次采购不存在信息安全风险。

高端配电箱、运算放大器等一些重要关键的电子元器件国内可以生产,但国内高端产品批量小,成本高,需要一定程度的进口。

对于大型复杂系统的设计制造,美国人的思维是,只要掌握了核心和最关键层次元器件的设计生产能力和系统设计集成能力,就能掌握这款产品的命脉,没有必要也不可能做到100%国产化。

比如美国武器装备大量使用日本和欧洲的电子元器件,甚至购买中国的元器件。俄罗斯进口了中国的电子元件。

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