如今美國對我們的芯片制裁有目共睹，有人就在擔憂：如果我國所有軍備芯片只有14nm，美國軍備芯片是5nm，那么在戰爭上的差距會會體現在哪里呢？軍備芯片和商用芯片有區別嗎？具備芯片的關鍵點會在于制程嗎？一、現象：實際情況大概率是美國戰斗機用90nm芯片，我國卻用45nm總有人拿導彈當手機，笑出腹肌的說，如果中國所有的芯片都是牙膏（14nm），美國所有的芯片都是按摩店（5nm），那么被碾壓是必然的。

其實就目前的情況（截止2022年）而言，現實和他們想的相反，在很多軍工領域，我國現役軍備里的芯片反而比美帝要先進，實際情況大概率是美國戰斗機用90nm芯片，我國用45nm。

當前而言，中國的軍用芯片確實不是14nm，而很多甚至都是130nm。要知道，28nm的芯片在軍用上已經非常不安全，更不用說5nm。你知道飛機系統升級為什么這么難嗎？因為飛機的系統有大量ASIC、FPGA、ASSP的專業芯片，而CPU（MPU）、GPU、DSP這種通用芯片非常少。ASIC、FPGA、ASSP這些芯片都是硬件編程的，也就是說芯片設計時它的邏輯就是固定，在電路板上進行不同的排列組合就能完成不同的任務。這種芯片就是專用芯片，專用芯片玩的就是專業高效，專職固定任務。這種芯片不復雜，對于一些工作環境非常差的芯片采用300nm也都是很常見的。

軍用芯片又不運行3A大作，搞14nm的做什么？還有，各國發射的衛星、航天飛機、空間站，往往采用的芯片都是落后好多代的。如果有科研任務，一般都是由宇航員自己帶一個laptop上去，因為飛船or空間站機載的電腦太落后了，根本靠不住。事實上，除了手機這種東西，又要輕薄，又要功能，而且精貴不會隨便摔，所以只能從芯片制程上拼命內卷，5納米不夠還要往3納米里卷，再往下就卷沒了。但是，飛機坦克導彈上空間有得是，根本不用追求芯片小型化，連普通民用車的車機芯片，幾十個納米都足夠用了。

二、分析：軍用芯片跟商品芯片比，有幾個很顯著的差異

我有個朋友在讀Ph.D階段的項目，有過跟新加坡國防部合作，他對軍用芯片的要求，略知一二。

根據他的總結，軍用芯片跟商品芯片比，有幾個很顯著的差異：

1、不計成本。商品芯片最終的目標是盈利，所以一定要考慮一個性價比問題。這個行業，就算技術資源和人才確實在幾個巨頭手中，也還沒到完全壟斷的地步，始終還有個價格競爭的。東西太貴了沒人愿意買，這話該淺顯易懂吧？但是軍用芯片呢，是各個國家各自獨立開發并且嚴格保密的，只要求做出的產品性能合格。國和國之間的芯片，沒有任何競爭關系，也不用考慮成本的問題。國防的事兒，誰也不會傻到為了省錢用次一級的產品替代。

2、對尺寸大小沒有嚴格要求。沒有嚴格要求不代表沒要求，能做小當然還是盡量做小。可是不能做的更小的話，只要不影響其功效，也能接受。翻譯成大白話就是：你手機的芯片沒辦法做的太大，手機那么小里面裝不下，但是運載火箭拉著核彈頭起飛，要求命中一萬公里外的目標的這種，搭載的芯片是10 mm * 20 mm，還是20 mm * 40 mm，關系不大。可見，在工藝制程方面，不需要追求14nm，10nm，7nm。哪怕i-line和g-line的***，只要能把芯片造出來，管用，就一樣好使。從這個角度，軍用芯片的設計生產和制造，不需要ASML的EUV，甚至不需要immersion+DUV。

3、要考慮一些極端情況芯片是否能正常工作。什么是極端情況？極熱極冷，極端干燥潮濕，電磁輻射，高能粒子輻射等。正常的商用芯片基本上不需要考慮極端情況。你買一臺筆記本電腦，在南極冰窟窿旁邊上網，只能是極端個例，不需要對芯片的性能提出新的要求。

可是戰爭，在任何環境下都有可能，可不比在辦公室吹著空調玩手機用電腦。遇到熱帶雨林，氣候太潮濕，芯片引腳短路怎么辦？導彈進入平流層，大氣層保護弱化，受到宇宙高能粒子輻射，芯片罷工了怎么辦？這些因素都是要考慮到的。

所以，在引入一些更能適應極端狀況的半導體材料，例如GaN，GaAs，SiC，來代替Si之外，往往還要設計冗余芯片系統。主控制芯片不管用了，立馬切換到備胎，來保證在戰爭狀態下，指令能夠被準確的執行。可以說，我國的軍用芯片是沒問題的。不管怎么被掐脖子，都掐不到軍用領域。有沒有ASML的***都不礙事。三、本質：要明確一點，制程并不是衡量芯片價值的唯一標準毋庸置疑，你要清楚先進制程會帶來什么樣的收益：同樣的功耗，同樣的尺寸下可以獲得更好的性能；也可以說在保證同等性能的前提下，可以讓芯片的功耗更小，尺寸更小。當然，芯片一般分為民用級，工業級和軍用級，它們的分級標準并不是某項功能指標，比如頻率，速度，精度，分辨率，信噪比等等。而是其可靠性，比如正常工作的溫度范圍：

民用級：0℃~70℃；工業級：-40℃~85℃；軍用級：-55℃~125℃；

軍用級芯片的可靠性測試除了民用級，工業級也會有高低溫試驗，老化試驗，ESD測試外，還會加入非常嚴格的抗沖擊，氣密性，抗干擾，如果是宇航級的還會增加如抗輻照。也就是說制程的提升，并不是以提升軍用芯片看重的這些可靠性方面為目的的，相反，隨著制程的提升，制造難度也幾何倍數遞增，可能還會使得可靠性降低，最重要的影響就是正常工作的高低溫范圍會進一步壓縮。從設計和制造難度上看，軍用芯片＞工業芯片（含車用芯片）＞民用芯片的，主要是質量驗收標準太高，導致一般的商用代工線很難滿足這一制造要求，這類工業，軍用芯片一般都是IDM廠完成設計——制造——封裝的全流程。

比如著名的工業芯片制造端非常強的德州儀器，ADI，安森美，美信，ST，英飛凌等等都是如此，所以成本其實很高，其價格排序也與此匹配，但因為其技術門檻高，定價權極高，毛利率非常的高。比如我們國家2018年進口了3121億美元的芯片，根據專家魏少軍的以前的一些數據：國內留存率超過50%，另一部分在整機里出口掉了，我們自己生產的在全球占比不足7%，扣掉后對外依賴度也非常高，其中品類上看絕大部分都是工業級以上的芯片。

軍用芯片被西方所禁運，所以我們走非官方渠道買的成本會更高。我的朋友以前也曾參與過國家核高基的一些芯片項目，其實我們在這方面的水平其實沒想象的那么高。

對于軍用芯片應用來說，先進性的需求主要來自于航電，特別是海空軍航電的需求：航行保障，警戒，引導，火控，飛控，慣導等等，其中核心就是雷達系統，比如多任務移動雷達，而這個領域的需求同樣是可靠性排第一，其次就是效率，包括功率密度等。

總之，軍標的芯片制程從來都不是首要考慮的問題，可靠性才是。你把導彈打到一定高度，宇宙射線把你處理器搞歇菜了，那不完蛋。所以只能犧牲制程和性能來滿足冗余和可靠性。因此，制程落后并不是災難，65nm軍標也用得好好的。最后的話：大家覺得美國宇航局用的芯片是多少nm的？據我所知，NASA前兩年是65nm。你說NASA為什么不用14nm，而要用65nm？因為NASA的芯片真的貴，40nm的芯片一個wafer 2000美金，NASA為了保密只在一家公司做一半，然后換家公司做另一半，給8000美金一片。相當于普通40nm wafer的8倍價錢。而這8倍價錢，很大一部分就是給可靠性買單的。總之，軍用裝備最重要的是可靠性。導彈打偏1-2m甚至10m都不影響威力，但導彈飛到高空時芯片被凍/燒壞了就打水漂了。但是換到軍用背景就不一樣了。軍用背景可靠性一定是第一位。5nm芯片固然運算能力強，但是可靠性一定好不過14nm，好不過40nm，甚至好不過130nm，事實勝于雄辯。

編輯：黃飛