手机CPU和桌面CPU对比性能 吃亏的是手机CPU过去,英特尔、AMD的桌面CPU性能是大幅优于ARM手机芯片的。英特尔、AMD的桌面CPU性能强功耗...
2025-07-26 0
你认为造原子弹和造芯片哪个更难?面对持续的制裁,为何我们不能像研制原子弹那样,以举国之力造出最先进的芯片?
其实,曾有国家这样尝试过 —— 苏联,而其从起步到失败的历程,确实给我们带来诸多启示。
在军工技术领域,苏联在核弹与航天领域均实力雄厚,但在芯片领域却被认为 “点错了科技树”。冷战初期,苏联将主要科研精力投入真空电子管研究,而非构成芯片的晶体管。
不过这一说法并不完全准确,因为冷战中期,苏联已意识到芯片的重要性。
1960 年代初,苏联无线电子国家委员会第一副主席肖金获机会与赫鲁晓夫面谈,提议建造一座专门研发芯片的城市,并描绘了蓝图:待社会主义芯片研制成功,苏联的电视将能做到烟盒大小。
热衷于大型国家项目的赫鲁晓夫随即在莫斯科郊区批地,1963 年,这座名为 “泽列诺格勒”(俄语意为 “绿城”)的新城建成,居民均为科学家,城内莫斯科电子技术学院、托儿所、电影院、图书馆、医院等设施一应俱全,足以满足长期生活需求。
由此可见,苏联将芯片研发视作国家级军工项目,研制的芯片优先供应军方,这与我国 “两弹一星” 时期建设专门科研基地的模式颇为相似。
芯片城建成后不久,肖金召集科学家,指着显微镜下德州仪器的 SN 51 芯片,要求三个月内完成仿制。
他的自信并非无据 —— 同年,苏联情报机构克格勃成立技术局,依托对西欧的深度渗透,即便在美国封锁芯片技术及产品的背景下,仍能批量获取芯片,甚至光刻机、刻蚀机等制造设备。
在克格勃的支持下,苏联的芯片工程确有成果。1982 年秋,美国东海岸渔民打捞起一个金属浮漂,其中的窃听器所用芯片与德州仪器 54 系列军标芯片几乎一致,却是苏联制造。
然而,这样的高光时刻难掩困局:苏联芯片始终停留在模仿阶段,难以实现超越。在先进芯片领域,苏联与美国始终存在 5 年技术差距;即便制程相对落后的芯片,产能也严重不足。
1987 年,戈尔巴乔夫到访泽列诺格勒,告诫科研人员需以更强纪律性追赶西方;三年后,他造访美国硅谷时公开表示 “未来的技术与概念将源自加州”,相当于宣告放弃追赶。
直至解体,苏联的芯片技术始终未能追上西方 —— 在核武与航天领域成效显著的举国体制,在芯片领域却失效了。
先不必急于评判苏联,事实上,美国最初研制芯片的路径与苏联颇为相似:军方主导,产品仅供应军方。但两者的结局为何截然不同?
时间回到 1958 年,德州仪器工程师吉尔比研制出人类第一块芯片。经 NASA 小规模应用后,德州仪器开始向美国国防部推销。
美国空军意识到这种小巧的高算力元器件可用于导弹精确制导,此后数年,美军持续加大订单,将芯片应用于导弹、鱼雷等装备。
当时,美国芯片年产量的 72% 由军方采购,约 20% 供应 NASA—— 可以说,早期芯片完全是 “政府生意”。
彼时硅谷附近尚无后来的苹果、谷歌、微软,却遍布为国防部供货的企业,围绕斯坦福大学和科技公司的工程师们催促进度,这一场景与苏联泽列诺格勒的模式并无显著差异。
若按此轨迹发展,硅谷与泽列诺格勒或许会走向趋同,但资本的选择改变了方向。
1965 年,仙童半导体创始人之一戈登・摩尔提出:集成电路可容纳的晶体管数目约每 18 至 24 个月增加一倍 —— 这一预言后来被称为 “摩尔定律”,芯片行业的发展果然与之吻合。
十几年前 iPhone 4 问世时,曾有说法称其计算能力超过美国登月计划所用计算机,却仅被普通人用于娱乐。
这恰恰体现了芯片的特殊性:迭代速度远超人类历史上任何工业制品。航天领域在冷战后鲜有跨越式技术创新(或许 SpaceX 的 “筷子夹火箭” 可算一例),但芯片行业却多次出现跨越式突破,如浸没式光刻、FinFET 晶体管结构等。
如此快的迭代速度需要持续投入巨额资金:芯片设计的软件开发、制造设备与工艺的迭代、顶级人才的薪资,每个环节都需大量资金,且摩尔定律轨迹上的每个节点,投入都远超上一节点。
这正是芯片与核武器的核心差异:原子弹更像 “一锤子买卖”,一旦研制成功,即便后续不再加大投入,仍能形成战略威慑,因此经济基础薄弱的国家也能实现突破,但芯片截然不同。
假设某国在 2010 年以举国之力研制出当时最先进的 32 纳米芯片,若无法持续投入资金,到今天仍会被远远甩开。
芯片是重资产行业,仅靠政府或军方的投资与采购,能否长期支撑摩尔定律的实现?
仙童半导体头号创始人、摩尔的同事罗伯特・诺伊斯给出了答案:他认为,政府资金可助力公司起步,但要做大做强,必须开拓民用市场,将芯片卖给数以亿计的普通人。
数年后,诺伊斯与摩尔带着安迪・格鲁夫离开仙童半导体,创办英特尔。他们找到民用市场的突破口 ——DRAM 芯片,借此盈利,验证了诺伊斯的判断。
1980 年,英特尔借助 IBM PC 的普及切入 CPU 赛道,此后 30 年代表着芯片行业的最先进生产力,凭借技术领先形成垄断,占据 PC 行业大部分利润,并将利润反哺研发,推动摩尔定律持续演进。
当苏联因美国技术禁运连军用芯片都难以保障时,美国的芯片研发已从 “军用为本” 转向 “民用为本”。
英特尔等企业沿摩尔定律提升芯片算力后,民用芯片已能满足多数军用场景,军方无需再为芯片研究单独拨款。
综上,苏联芯片研发始终难以追上美国,一个重要原因是资金不足。在快速迭代的芯片产业中,仅靠政府输血不仅加重财政负担,资金规模也难以支撑前沿研发,无法追赶美国同行。
而美国硅谷的科技公司依托全球庞大市场,从民用领域赚取的超额利润,除部分归资本家所有外,其余足以反哺研发,手握公司期权的硅谷工程师也更有动力通过创新实现财富增长。
对资金匮乏的苏联团队而言,能与美国保持 5 年技术差距已属不易,超越则几乎不可能。
当然,对苏联而言,举国体制是唯一选择 —— 其自始至终缺乏市场经济,而中国拥有市场经济。
2014 年,中国成立专门投资扶持芯片产业链企业的大基金。基金成立前曾有讨论:同一笔资金,是交给 “国家队” 直接研发,还是作为投资注入企业?最终决策层选择相信市场。
举国体制有集中力量办大事的优势,但也存在投入产出比偏低的风险。相比之下,国家资本带头投资、撬动民间资本,让更多初创企业在市场中竞争试错,机制更灵活、应变更高效。
从某种意义上,大基金是国家战略与市场经济结合的有效方式:决策机构从战略层面明确发展方向,仅负责投资,其余交由市场主导。
实事求是地说,大基金虽存在一些问题,如内部出现贪腐、投资存在误判,但更应看到,在中国芯片半导体产业的发展中,大基金起到了推动作用 —— 中芯国际、中微半导体、长江存储等关键企业崛起,产业链上下游联动催生出华为海思麒麟芯片、小米玄界等明星产品,产业正脚踏实地向前迈进。
回望历史,苏联的举国体制虽使其在诸多军工领域追平甚至超越美国,但市场经济的短板决定了其发展上限。
而中国研制芯片,既有执行力强的官方机构,又有全球领先的制造业供应链,更有充满活力的市场 —— 或许,我们只差时间。
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