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俄羅斯為什麽不擔心芯片制造和光刻機的問題?

2022-07-10數碼

1 制裁

2022年3月26日,一位89歲的俄羅斯老人站在莫斯科一棟大樓頂層的落地窗前,重重嘆了口氣。

他叫 鮑利斯·巴貝揚(Boris Babayan) ,是蘇聯時代超級計算技術的開創先鋒之一,被譽為 「俄羅斯的克雷(美國超算之父)」、「蘇聯超級電腦之父」。

在那個紅色帝國時代,他研制的「厄爾布魯士-1」芯片遍布蘇聯的洲際導彈、核武器和空間站,因此獲得了最高蘇維埃主席團頒發的「列寧勛章」,這是蘇聯當時的最高榮譽。

而現在,蘇聯曾經上百萬人規模的半導體產業,僅剩了他手中的 MCST公司 ——他苦心經營保存下來的、碩果僅存的芯片公司。

可是歷史註定要對這個老人開一個大玩笑,MCST公司從俄烏戰爭爆發的那一刻起,就已經失去了未來。

隨著西方國家對俄制裁的加劇,目前暫停對俄業務的半導體廠商已經超過8家 ,包括英特爾、AMD、輝達、高通和Arm等芯片設計巨頭,以及台積電、三星、格芯這些芯片制造巨頭。

制裁之後,俄羅斯MCST公司無法被授權使用西方的架構去設計芯片,就算設計出來了,也沒有廠家幫他們代工。

這些制裁對MCST是災難性的,因為對在MCST工作的工程師來說,以往學習的知識體系將不能被使用,要麽自己重新設計一套架構(這幾乎是不可能的),要麽只能離開這個國家,到西方國家使用他們習慣的架構來工作。

中國有句古話叫巧婦難為無米之炊,現在這「巧婦」不僅沒了「米」(芯片架構),也沒了「炊具」(代工廠)。

俄羅斯電子通訊協會會長Sergey Plugotarenko坦言, 最近幾周已有50000名IT專業人士離開了俄羅斯,第二波人才大流失會在4月上演,到時可能有100000名科技人員離開俄羅斯。

沒有了這些「巧婦」,被譽為俄羅斯芯片之光的「厄爾布魯士-16」芯片,可能成為俄羅斯芯片最後的絕響。

一個屬於戰鬥民族的芯片時代,在茍延殘喘了30年後,最終還是落幕了。

2 沒有脖子的俄羅斯

不過,很多國人可能想不到,相比當年華為的麒麟芯片因為制裁而被迫停止出貨時,無數國內「花粉」的扼腕嘆息,對於MCST的遭遇,俄羅斯使用者卻幾乎沒有什麽感覺。

並不是因為俄羅斯人不愛國,問題出在MCST上。

作為一家芯片公司,MCST幾乎沒有實作過商業化,也沒有成功的產品推向市場,俄羅斯民眾沒有使用過裝載MCST芯片的產品,自然也就會對此無感。

這背後是一個尷尬的現實,俄羅斯在民用半導體產業領域,幾乎沒有形成有影響力的產品。正如一些博主玩笑說的, 俄羅斯芯片產業還沒有脖子,就被卡脖子了

在俄羅斯,除了MCST和貝加爾湖,你幾乎聽不到任何俄羅斯的民用IT公司,雖然我們都知道俄羅斯人的黑客技術和盜版技術非常NB,但這恰恰說明俄羅斯的IT產業無法吸納這些人才,所以這些人只能去搞黑客和盜版。

可是,俄羅斯是個世界有名的數學強國,又繼承了蘇聯時期龐大的半導體產業,為啥如今淪落到如此地步?

其實正是 蘇聯計劃經濟體制對於重工業的傾斜,不僅造成輕工業基礎薄弱,也在一定程度上使俄羅斯錯過了芯片時代。

人們只註意到芯片的高科技內容,卻忽視了推動芯片更新換代的動力其實和服裝、美妝、消費品等輕工業類似—— 與市場需求緊密關聯。

英特爾、高通、輝達的新品釋出會都是消費電子行業的盛會,在芯片技術不斷革新背後, 推動力量恰恰是流動互聯網、雲端運算、大數據的市場化套用需求,而這些套用場景都是俄羅斯的短板。

蘇聯從建國之初,就經歷了十幾國的幹涉,被打得差點亡國,二戰之中又被德國兵臨莫斯科城下,等好不容易打贏了二戰,英美又以意識形態為墻,建了一道鐵幕,將蘇聯死死封在了裏面。

所以蘇聯有著深深的國家安全PTSD,選擇了 軍工立國,先解決「保命」的問題,後考慮或者不考慮「賺錢」的問題。

這就讓蘇聯和美國在集成電路方面走上了截然不同的道路。

50年代,美蘇都搞出了電子管電腦,學過物理的都知道電子管這個東西制造簡單,但體積大、發熱大、耗電多、穩定性差,所以美國第一台電腦ENIAC重達30噸,使用了18000個電子管,還動不動就燒電子管,工程人員整天啥也沒幹,凈換電子管了。

而蘇聯呢?蘇聯的「系統工程」搞得不錯,雖然運算速度比ENIAC慢一些,但只用了6000個電子管,而且功耗低、故障率低,在運算效率上反而強於總是壞的ENIAC。

50年代末60年代初,革命性的晶體管電腦誕生了,美國選擇了晶體管技術路線,因為晶體管體積更小、耗電更少,更適合民用。後來美國在晶體管的基礎上發展出了集成電路,並提出摩爾定律,這種定律一直到幾十年後的今天仍然起作用。

但蘇聯看了一下晶體管,覺得抗幹擾能力不佳,要說在戰場上復雜的電磁環境中更可靠的,還要看電子管,所以就一條路走到黑死磕電子管。

蘇聯人哪能想到,幾十年後晶體管小型化能做到納米級?

當科技樹一點錯,想改可就沒那麽容易了。

80年代,西方已經普及了集成電路,而蘇聯的電子管卻走進了死胡同,因為電子管的生產需要一定真空空間,不可能無限縮小,就算勉強縮小了,付出的成本也是得不償失。

這時候,蘇聯就又祭出了 「系統工程」大法 ,不想著去解決集成電路問題,卻總是繞著走,這就像蘇聯搞不定鈦合金加工,拿不銹鋼去生產三倍音速的米格25一樣,雖然也實作了目標,但導致油耗太大,作戰半徑小的可憐。

在電腦領域玩「系統工程」結果就是,蘇聯搞出了個奇葩的三進制電腦,雖然也能實作一部份計算功能,但基本看不到民用的價值。

在軍工領域,蘇聯也在利用「系統工程」來繞過集成電路技術薄弱的囧境,比如造防空導彈,制導雷達需要大量進行傅立葉變換的芯片,然後根據都卜勒效應計算目標速度、方向和姿態。

美國自然不必說,往愛國者導彈的雷達上狂堆高效能芯片,以力破巧;而蘇聯的S300防空導彈則用了一種他激晶體振蕩器(模擬電路)作為中頻訊號積累。

最終的導彈成品雖然整體效能和愛國者導彈差不多,但導彈體積卻比愛國者導彈大得多,這也就能解釋為什麽很多俄式裝備看起來比美式裝備要「傻大黑粗」一些。

也就是靠著軍事工業的訂單,蘇聯的電腦技術勉強維持了一定水平,比如,巴貝揚就在1978年潛心研究,不負眾望推出了一款處理器,用於導彈系統、核武器和空間站的電腦工作。

蘇聯政府將這種處理器命名為「厄爾布魯士-1」,厄爾布魯士是一座山峰的名字,在巴貝揚的家鄉阿塞拜疆附近,也是歐洲第一高峰,可見蘇聯對這款處理器的重視和贊譽。

但是,這種靠「系統工程」投機取巧來規避技術難題的方法,在某個特定的軍用產品上是可行的,反正只求能用,不考慮成本和技術突破。

而在民用領域,要考慮成本、良品率、投資回報率、生產效率、人才隊伍等等因素,再去搞這套「技術不夠系統工程來補」的方法,就不行了。

所以蘇聯解體後,沒有了軍事工業的訂單,蘇聯半導體行業迅速衰落,原來生產電路的工廠紛紛破產,然後被蛀蟲們私有化賣了廢鐵,而人才只能出走歐美,包括巴貝揚的助手維拉迪摩·彭特科夫斯基就選擇移民美國,並帶走了巴貝揚畢生的研究成果,加入了英特爾,成為英特爾CPU首席工程師,後來主導了奔騰3架構的設計,給英特爾帶來了黃金發展時期。

1992年,心痛的巴貝揚只能站出來,成立了MCST公司,想為俄羅斯保留芯片產業的最後一點火種。

巴貝揚不能說不努力, 在隨後的30年時間裏,他以一己之力強撐著俄羅斯芯片產業。 2015年,巴貝揚推出了俄羅斯史上最先進的處理器:厄爾布魯士-4C,基本上相當於2009年英特爾i3的水平,制程65納米;2020年,87歲的巴貝揚又推出了厄爾布魯士-16,16核2GHZ頻率,制程16納米。

雖然號稱最強,其實大家都明白,這個效能在軍用領域解決基礎套用是可以的,但是想在消費領域和英特爾、高通競爭卻是絕無希望。

而且俄羅斯同樣面臨下遊生產的問題。

俄烏戰爭爆發後的第二天,台積電暫停了在俄羅斯的一切業務,緊接著芯片代工廠三星和格芯也宣布了同樣決定。雖然目前中國的中芯國際還沒有表態,但考慮到中芯國際連華為芯片代工都需要美國特許,就更別提俄羅斯MCST的芯片了。

也就是說, 俄羅斯的芯片水平,一夜倒退了15年。

雖然這種技術倒退對俄羅斯軍事工業的影響不大,反正俄羅斯軍火有「系統工程」,但卻斷絕了俄羅斯芯片參與全球產業競爭的希望。

說到底,芯片戰是一場經濟戰。對俄斷供阻止不了洲際導彈發射,但卻戳中了俄羅斯經濟發展軟肋。

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