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俄罗斯为什么不担心芯片制造和光刻机的问题?

2022-07-10数码

1 制裁

2022年3月26日,一位89岁的俄罗斯老人站在莫斯科一栋大楼顶层的落地窗前,重重叹了口气。

他叫 鲍里斯·巴贝扬(Boris Babayan) ,是苏联时代超级计算技术的开创先锋之一,被誉为 「俄罗斯的克雷(美国超算之父)」、「苏联超级电脑之父」。

在那个红色帝国时代,他研制的「厄尔布鲁士-1」芯片遍布苏联的洲际导弹、核武器和空间站,因此获得了最高苏维埃主席团颁发的「列宁勋章」,这是苏联当时的最高荣誉。

而现在,苏联曾经上百万人规模的半导体产业,仅剩了他手中的 MCST公司 ——他苦心经营保存下来的、硕果仅存的芯片公司。

可是历史注定要对这个老人开一个大玩笑,MCST公司从俄乌战争爆发的那一刻起,就已经失去了未来。

随着西方国家对俄制裁的加剧,目前暂停对俄业务的半导体厂商已经超过8家 ,包括英特尔、AMD、英伟达、高通和Arm等芯片设计巨头,以及台积电、三星、格芯这些芯片制造巨头。

制裁之后,俄罗斯MCST公司无法被授权使用西方的架构去设计芯片,就算设计出来了,也没有厂家帮他们代工。

这些制裁对MCST是灾难性的,因为对在MCST工作的工程师来说,以往学习的知识体系将不能被使用,要么自己重新设计一套架构(这几乎是不可能的),要么只能离开这个国家,到西方国家使用他们习惯的架构来工作。

中国有句古话叫巧妇难为无米之炊,现在这「巧妇」不仅没了「米」(芯片架构),也没了「炊具」(代工厂)。

俄罗斯电子通信协会会长Sergey Plugotarenko坦言, 最近几周已有50000名IT专业人士离开了俄罗斯,第二波人才大流失会在4月上演,到时可能有100000名科技人员离开俄罗斯。

没有了这些「巧妇」,被誉为俄罗斯芯片之光的「厄尔布鲁士-16」芯片,可能成为俄罗斯芯片最后的绝响。

一个属于战斗民族的芯片时代,在苟延残喘了30年后,最终还是落幕了。

2 没有脖子的俄罗斯

不过,很多国人可能想不到,相比当年华为的麒麟芯片因为制裁而被迫停止出货时,无数国内「花粉」的扼腕叹息,对于MCST的遭遇,俄罗斯用户却几乎没有什么感觉。

并不是因为俄罗斯人不爱国,问题出在MCST上。

作为一家芯片公司,MCST几乎没有实现过商业化,也没有成功的产品推向市场,俄罗斯民众没有使用过装载MCST芯片的产品,自然也就会对此无感。

这背后是一个尴尬的现实,俄罗斯在民用半导体产业领域,几乎没有形成有影响力的产品。正如一些博主玩笑说的, 俄罗斯芯片产业还没有脖子,就被卡脖子了

在俄罗斯,除了MCST和贝加尔湖,你几乎听不到任何俄罗斯的民用IT公司,虽然我们都知道俄罗斯人的黑客技术和盗版技术非常NB,但这恰恰说明俄罗斯的IT产业无法吸纳这些人才,所以这些人只能去搞黑客和盗版。

可是,俄罗斯是个世界有名的数学强国,又继承了苏联时期庞大的半导体产业,为啥如今沦落到如此地步?

其实正是 苏联计划经济体制对于重工业的倾斜,不仅造成轻工业基础薄弱,也在一定程度上使俄罗斯错过了芯片时代。

人们只注意到芯片的高科技属性,却忽视了推动芯片更新换代的动力其实和服装、美妆、消费品等轻工业类似—— 与市场需求紧密关联。

英特尔、高通、英伟达的新品发布会都是消费电子行业的盛会,在芯片技术不断革新背后, 推动力量恰恰是移动互联网、云计算、大数据的市场化应用需求,而这些应用场景都是俄罗斯的短板。

苏联从建国之初,就经历了十几国的干涉,被打得差点亡国,二战之中又被德国兵临莫斯科城下,等好不容易打赢了二战,英美又以意识形态为墙,建了一道铁幕,将苏联死死封在了里面。

所以苏联有着深深的国家安全PTSD,选择了 军工立国,先解决「保命」的问题,后考虑或者不考虑「赚钱」的问题。

这就让苏联和美国在集成电路方面走上了截然不同的道路。

50年代,美苏都搞出了电子管计算机,学过物理的都知道电子管这个东西制造简单,但体积大、发热大、耗电多、稳定性差,所以美国第一台计算机ENIAC重达30吨,使用了18000个电子管,还动不动就烧电子管,工程人员整天啥也没干,净换电子管了。

而苏联呢?苏联的「系统工程」搞得不错,虽然运算速度比ENIAC慢一些,但只用了6000个电子管,而且功耗低、故障率低,在运算效率上反而强于总是坏的ENIAC。

50年代末60年代初,革命性的晶体管计算机诞生了,美国选择了晶体管技术路线,因为晶体管体积更小、耗电更少,更适合民用。后来美国在晶体管的基础上发展出了集成电路,并提出摩尔定律,这种定律一直到几十年后的今天仍然起作用。

但苏联看了一下晶体管,觉得抗干扰能力不佳,要说在战场上复杂的电磁环境中更可靠的,还要看电子管,所以就一条路走到黑死磕电子管。

苏联人哪能想到,几十年后晶体管小型化能做到纳米级?

当科技树一点错,想改可就没那么容易了。

80年代,西方已经普及了集成电路,而苏联的电子管却走进了死胡同,因为电子管的生产需要一定真空空间,不可能无限缩小,就算勉强缩小了,付出的成本也是得不偿失。

这时候,苏联就又祭出了 「系统工程」大法 ,不想着去解决集成电路问题,却总是绕着走,这就像苏联搞不定钛合金加工,拿不锈钢去生产三倍音速的米格25一样,虽然也实现了目标,但导致油耗太大,作战半径小的可怜。

在计算机领域玩「系统工程」结果就是,苏联搞出了个奇葩的三进制计算机,虽然也能实现一部分计算功能,但基本看不到民用的价值。

在军工领域,苏联也在利用「系统工程」来绕过集成电路技术薄弱的囧境,比如造防空导弹,制导雷达需要大量进行傅里叶变换的芯片,然后根据多普勒效应计算目标速度、方向和姿态。

美国自然不必说,往爱国者导弹的雷达上狂堆高性能芯片,以力破巧;而苏联的S300防空导弹则用了一种他激晶体振荡器(模拟电路)作为中频信号积累。

最终的导弹成品虽然整体性能和爱国者导弹差不多,但导弹体积却比爱国者导弹大得多,这也就能解释为什么很多俄式装备看起来比美式装备要「傻大黑粗」一些。

也就是靠着军事工业的订单,苏联的计算机技术勉强维持了一定水平,比如,巴贝扬就在1978年潜心研究,不负众望推出了一款处理器,用于导弹系统、核武器和空间站的计算机工作。

苏联政府将这种处理器命名为「厄尔布鲁士-1」,厄尔布鲁士是一座山峰的名字,在巴贝扬的家乡阿塞拜疆附近,也是欧洲第一高峰,可见苏联对这款处理器的重视和赞誉。

但是,这种靠「系统工程」投机取巧来规避技术难题的方法,在某个特定的军用产品上是可行的,反正只求能用,不考虑成本和技术突破。

而在民用领域,要考虑成本、良品率、投资回报率、生产效率、人才队伍等等因素,再去搞这套「技术不够系统工程来补」的方法,就不行了。

所以苏联解体后,没有了军事工业的订单,苏联半导体行业迅速衰落,原来生产电路的工厂纷纷破产,然后被蛀虫们私有化卖了废铁,而人才只能出走欧美,包括巴贝扬的助手弗拉基米尔·彭特科夫斯基就选择移民美国,并带走了巴贝扬毕生的研究成果,加入了英特尔,成为英特尔CPU首席工程师,后来主导了奔腾3架构的设计,给英特尔带来了黄金发展时期。

1992年,心痛的巴贝扬只能站出来,成立了MCST公司,想为俄罗斯保留芯片产业的最后一点火种。

巴贝扬不能说不努力, 在随后的30年时间里,他以一己之力强撑着俄罗斯芯片产业。 2015年,巴贝扬推出了俄罗斯史上最先进的处理器:厄尔布鲁士-4C,基本上相当于2009年英特尔i3的水平,制程65纳米;2020年,87岁的巴贝扬又推出了厄尔布鲁士-16,16核2GHZ频率,制程16纳米。

虽然号称最强,其实大家都明白,这个性能在军用领域解决基础应用是可以的,但是想在消费领域和英特尔、高通竞争却是绝无希望。

而且俄罗斯同样面临下游生产的问题。

俄乌战争爆发后的第二天,台积电暂停了在俄罗斯的一切业务,紧接着芯片代工厂三星和格芯也宣布了同样决定。虽然目前中国的中芯国际还没有表态,但考虑到中芯国际连华为芯片代工都需要美国许可,就更别提俄罗斯MCST的芯片了。

也就是说, 俄罗斯的芯片水平,一夜倒退了15年。

虽然这种技术倒退对俄罗斯军事工业的影响不大,反正俄罗斯军火有「系统工程」,但却断绝了俄罗斯芯片参与全球产业竞争的希望。

说到底,芯片战是一场经济战。对俄断供阻止不了洲际导弹发射,但却戳中了俄罗斯经济发展软肋。

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