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俄罗斯没有芯片为什么能造一流武器
   



                            

    

                       俄罗斯没有芯片为什么能造一流武器


               (此文为航天工程师所写,转载时有简化。)



俄罗斯芯片技术落后的原因

  

前苏联和俄罗斯微电子技术和芯片水平差,原因复杂。据俄国人自身分析,主要原因有三:一是上世纪60年代世界性的由电子管转向半导体时代,苏联判断错误。原苏联高层听信了半导体抗核辐射远不如电子管的说法,竭力主张发展小型电子管,使苏联开始就错过黄金机遇。二是苏联推行的“三进制”(即+1,0,-1三位计算;而不是二进制的1,0),与国际普遍推行的二进制不兼容,浪费了时间和精力。三是原苏联为了平衡各加盟国利益,将微电子产业分布各加盟国。苏联解体后导致半导体产业碎片化。加以俄经历十年经济休克时期,经济恢复迟缓,无力推进芯片科研。总之,在核心技术问题上犯大方向性错误。 

 

俄没有高端芯片仍不断推出世界一流武器的原因

  

从2014年乌克兰危机后至今,俄罗斯经受西方一轮又一轮的制裁,但仍能一批又一批推出世界一流的新武器。如在空天防御方面,有第五代战机苏-57投产,有第四代防空系统S-400的服役,第五代防空系统S-500打靶成功,以及新一代战略反导系统A-235战斗值班等等,是西方武器的强硬对手


俄国现在基础工业水平差,微电子技术又一直是俄罗斯的短板。俄罗斯推出这些世界一流的新武器,又缺乏世界一流的微电子技术和高端芯片,俄罗斯又强调自力更生,基本上不使用外国的元器件,原因何在?  简言之,原因在于俄国军工的“自主创新”的思想。


一是靠科技人员“扬长避短”的设计思想。充分利用俄在导弹飞行力学、惯性制导技术, 发动机,微波电真空技术,模拟电路等基础技术优势,依靠科技人员才智,弥补数字技术的不足。这种弥补不是简单的替代,而是一种创新。例如,俄用“他激晶体振荡器”作为中频信号积累,其体积甚至比集成电路还小,就是一个典型的成功例子。俄科技人员扬长避短,一方面是出于无奈, 但另方面却促使他们的模拟电路技术有了新的发展和进步。


  第二是靠科技人员“系统第一”的设计思想。就是指“武器部件的水平可以一般,但系统水平,包括武器系统性能指标和武器可靠性必须一流”。例如在空天防御武器领域,从俄高层领导到导弹系统总设计师,他们清醒地认识到俄的基础工业远逊于美国,应该实事求是发展自己的空天防御武器。他们有二条不成文的设计准则:一条是不能要求武器系统指标全面超过美国,或者项项指标世界第一。俄没有力量全面和美国拼比。所以要抓住主要指标,解决主要矛盾,使主要指标世界领先。第二不能要求系统中所有设备和部件都是一流的,但要求各个设备自主创新,尽量做到扬长避短。主要追求实效和稳定、高可靠,而不刻意追求采用先进元器件和先进技术,不在乎外貌有点“傻、大、粗”。然后由总师们综合出主要性能突出,水平世界一流的防空导弹武器系统。这一不成文法则被西方一些文献誉为俄罗斯研发武器的“金科玉律”。

 

( 这也符合钱学森的系统论的观点,他认为大系统的健全和合理最重要,系统的完善可以克服局部器件的质量问题-编注)。中 国的科技界目前表现出某种浮躁情绪,各行各业都要全面赶超美国。实际上就拿高端芯片来说,和美国的差距是需要长期奋斗才可能赶上的。即使到那时也不能设想所有高端品种芯片全部赶超美国,事实上只要一些主要品种赶上或接近世界一流水平就很不错了。武器研发人员追求武器水平世界一流,他不在乎所用芯片水平是否世界第一。

  

要自主创新还得有敢于创新的精神。比如俄S-300系统的设计,首先是波段选择,美国的爱国者系统使用的是C波段,而俄技术人员提出用更高的X波段,以进一步提高雷达的性能,在当时有很大冒险性。不仅是元器件研制很困难。相控阵雷达需要的关键调试设备“X波段大型天线近场测试系统”的制作也没有把握。但俄罗斯敢于抢先占领这一技术高点,并且是世界上第一个研制出大型X波段的近场测试系统。

 

 另外关于相控阵雷达天线馈电方式,美国学者和工程界一直主张用分支馈电方式, 否定空间馈电方式。但俄国在空间馈电方面取得重大突破和成功。本世纪初一次国际雷达年会上,美国雷达专家巴登听了俄罗斯总师叶夫勒莫夫的报告,知道空间馈电已在S-300上正式采用时,他大力赞扬俄科技人员的创新精神,在会上作了这样一段有意讲话:

 

 西方的相控阵雷达研制者们,自1960年以来就一直全神贯注于分支馈电的设计,都倾向于忽视和拒绝这种空间馈电的途径。…….到1988年时还自以为是认为空间馈电技术不够成熟。…….在1993-1994年相控阵天线发展的详细大纲中甚至没有提及空间馈电阵列。西方雷达工程界的这种态度,把发展的空间馈电阵列技术全部留给了俄罗斯工程师们,使他们得以精力充沛地进入这个空白之地。

 

 由于俄基础科研非常扎实,只要经济好转,他的微电子技术和高端芯片技术一定会有新的发展和腾飞。平心而论,美国军工过份追求代差,武器从头到脚都要第一流,连外形都要科幻,很多时候华而不实。例如万吨巨舰DG1000,一味追求领先,结果设计出来就过时,美国海军不得不从原定的建造32艘削减到3艘,现在又得回归建造老式的伯克舰。中国基础还不能和美国比,需要多学习俄国军工的经验。


 
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