Зашто се модерно напредно оружје и опрема све више ослањају на врхунске чипове
Шта је врхунски чип? Нема строге дефиниције или јединствене изјаве на међународној сцени. У данашње време, оно што људи обично називају чипом односи се на коло интегрисано на силицијумском блоку. Дакле, врхунски чипови се генерално односе на квалитативни скок заснован на обичним чиповима, односно дигиталним логичким колима или посебним колима која се могу програмирати на лицу места са већом интеграцијом, већом брзином и јачим функцијама. Рани чипови су се широко користили у савременом наоружању већ деведесетих година прошлог века.
Међутим, од када је нови век ушао у еру информационог и мрежног ратовања, удео електронске опреме у системима наоружања брзо се повећао, а потражња за врхунским чиповима такође се брзо повећала.
Узмимо за пример амерички ловац пете генерације Ф-35. Познат је као први ловац на свету [ГГ] #39; потпуно дизајниран у складу са захтевима информатизованих операција, јер може постићи [ГГ] "беспрекорну компатибилност [ГГ" куот; са садашњим борбеним системом америчке војске [ГГ] #39; У борби Ф-35 постоји као чвор информационог рата. Интегрисани систем електронског ратовања опремљен на броду дизајниран је тако да максимално повећа способност пилота [ГГ] да уочи ситуацију на читавом бојном пољу; његове способности за једно-авионско електронско ратовање могу чак достићи перформансе професионалних авиона за електронско ратовање.
У случају рата, Ф-35 може размјењивати информације са свим америчким наоружањем и опремом у ваздуху и на мору у борбеном систему америчке војске [ГГ]. Како то ради? Страни ауторитативни [ГГ] куот; Јане [ГГ] #39; с Иеарбоок Дефенсе [ГГ] куот; каже да је [ГГ] опремљен чиповима по целом телу [ГГ] куот ;!
У области ракета, радара и ваздушно-космичког одбрамбеног наоружања, најчешће коришћени врхунски чипови, поред најчешће коришћених АДЦ/ДАЦ чипова велике брзине и високе прецизности, генерално имају три аспекта, један је сам рачунар наоружања . Захтеви за чипове су изузетно строги, посебно за рачунаре на броду и у лету. Други је комуникацијски чип; то је окосница многих центара за контролу комуникације са оружјем. На пример, Ц2БМЦ у ТХААД -у у Сједињеним Државама ослања се на њега за остваривање глобалног умрежавања. Трећи је пребројавање ДСП (Дигитал Сигнал Процессинг) и ФПГА (Фиелд Программабле Гате Арраи) чипова који се често користе у америчким радарима и које америчко министарство трговине стално назива.
Главни задатак електронске опреме у савременим системима наоружања је једноставно примање информација и излазних инструкција након обраде и брзо израчунавање за контролу компоненти извршења. Узмимо за пример савремени радар, његова брзина преноса података је чак десетине пута у секунди, односно прорачун се завршава једном у делићу секунде. Стога је од чипа за обраду информација потребно да има рачунарске функције у реалном времену, брзе и великог капацитета. Тренутно су најчешће коришћени алгоритми операција конволуције и Фуријеова трансформација.
Ове две операције представљају велики број итеративних процеса множења и акумулације, а најлакше је користити савремене чипове за обраду сигнала. Савремени чипови за обраду сигнала доживели су пет генерација производа од лансирања 1982. Врло се разликује од прошлих микропроцесора велике брзине: Прво, може довршити 32-битно множење и акумулацију у једном циклусу инструкција, а време је само 1-2 наносекунде; други је вишенаменски; и могу се паралелно обрађивати; трећи је такозвана [ГГ] куарт; Харвард струцтуре [ГГ] куот ;.
То је меморијска структура која раздваја складиштење програмских инструкција и складиштење података. Има независну адресну магистралу и независну магистралу података, а две магистрале се деле са временом и деле их меморија програма и меморија података. На овај начин се превазилази уско грло у преносу података, а брзина прорачуна се знатно побољшава.
Што се тиче ФПГА, она садржи велики број гејт кола, што чини чип интегрисанијим, бржим и поузданијим. Конкретно, има могућност поновног програмирања (реконфигурације) у систему, укључујући програмабилне логичке блокове, програмабилне У/И и програмабилне унутрашње ожичење. Као обрада информација, ФПГА има тенденцију да замени ДСП.
Већина дизајнера су корисници чипа, наравно да се [ГГ] користе. [ГГ] куот; На пример, ФПГА или ДСП, познати произвођачи ФПГА у Сједињеним Државама, као што су Ксилинк (кинески назив Ксилинк), Алтера итд., Основали су продајне канцеларије у Кини, са довољном понудом и свеобухватним услугама, па су чак и развојни алати спремни за тебе.
Сваки пут када се појави нови модел, бесплатно ћемо вас обучавати, што вам увелике олакшава дизајнерски рад, па чак може направити и многе „иновације“. Наравно, ове компаније зарађују много новца, што је отприлике оно што неки људи називају [ГГ] куот; вин-вин [ГГ] куот ;. Виши академик је то добро рекао: Многа достигнућа се сада заснивају на употреби страних чипова; и често тврде да су број један у свету. Ово није [ГГ] куот; да се сутра облачите са оним што су други радили јуче [ГГ] куот ;!
Из објављених података и слика С-300 (као што је систем С-300-2 који је Русија продала Грчкој) можемо видети да његова радарска обрада сигнала за контролу ватре такође користи технологију ФФТ. Сваки канал домета радара такође остварује Доплерову грану брзине кроз ФФТ операцију. Али Русија се састоји од малих интегрисаних кола (ИЦ).
Канал за даљину мора бити претворен у ормар, док је Сједињеним Државама потребан само комад ФПГА или ДСП чипа (и АДЦ/ДАЦ чип велике брзине и високе прецизности) и штампана плоча. Стога се руски електронски уређаји често осећају блесаво, велико и грубо, па их неки домаћи научници често гледају с висине. Али Русија има своје методе, које не спречавају његове С-300 и С-400 да постану ракетни системи ПВО светске класе.
Зашто [ГГ] #39; т не можемо направити чипове попут Американаца?
Никада нисам радио у полупроводницима и чиповима. Није квалификовано да даје неодговорне примедбе на тренутни проблем чипова. Али може одражавати неке услове коришћења и мишљења са становишта корисника [ГГ] #39; 18. априла 2018. године, други дан након што су Сједињене Државе објавиле забрану продаје [ГГ] [ГГ], Институт за рачунарску технологију Кинеске академије наука одржао је округли сто стручњака у Пекингу. Назив састанка је био [ГГ] куот; Зашто [ГГ] #39; не можемо да правимо чипс попут Американаца? [ГГ] куот ;. Међутим, према извештају репортера из [ГГ] "Економски посматрач [ГГ"; који су присуствовали састанку, стручњаци су на састанку разговарали цео дан, а мишљења су била различита, али ипак нису успели да дођу до позитивног одговора.
Али састанак је ипак одразио неке важне информације. На пример, неки стручњаци су као пример навели суперкомпјутер Кине [ГГ] #39. Више пута је освајао прво место на међународним такмичењима највећом брзином рачунара.
Међутим, према мишљењу стручњака, амерички чипови су коришћени првих шест пута (напомена аутора [ГГ] #39; напомена: требало би да се односи на шест узастопних првенстава [ГГ]; Тианхе-2 [ГГ]; суперкомпјутер, који је користио 80.000 Интел Ксеона). Након што је америчко Министарство трговине одлучило да забрани продају сродних чипова у четири релевантне кинеске јединице у априлу 2015. године, [ГГ] куот; Схенвеи · Таихузхигуанг [ГГ] куот; суперрачунар развијен 2016. [ГГ] куот; опремљен чиповима националне производње [ГГ] куот; (напомена аутора [ГГ] #39; напомена: требало би да буду процесори домаће производње) [ГГ] "Схенвеи 26010 [ГГ]". Да ли такозвани [ГГ] носи "ГГ"; односи се на његов део?). Коначно, поново је освојио првенство у међународном такмичењу са брзином израчунавања плутајућег зареза од 930 милиона пута у секунди. Стога је стручњак рекао да је [ГГ] забрана продаје [ГГ] куот; такође је катализатор, дајући истраживачима осећај кризе, и донекле је убрзао развој кинеских [ГГ] независних чипова.
Као што сви знају, индустрија чипова је индустрија која захтева велику количину почетног улагања капитала и талената, и то је индустрија са релативно дугим повратом инвестиционог циклуса; то такође треба пренети, генерације упорности, напорног рада и итеративне и иновативне акумулације могу се развити до данас. Врхунац.
Стручњаци на састанку су истакли да су готово сви светски гиганти полупроводничке индустрије започели 1970 -их и 1980 -их, користећи дуго време и огромну количину улагања у таленте у замену за данашње акумулације технологије. Кинеска индустрија полупроводника је нажалост пропустила златно доба. Након реформе и отварања, иако нисмо трошили мање времена, постигли смо и светски позната достигнућа у области чипова ниског и средњег ранга. Међутим, развој врхунских чипова зависи од механизма тржишне конкуренције и тешко је сустићи ниво Сједињених Држава.
Деведесетих година прошлог века, неки далековиди научници, попут Ни Гуангнана и других, залагали су се за независну језгрену технологију и предлагали циљање главних чипова Сједињених Држава (као што је Интел [ГГ] #39; с Ксеон) како би превазишли тешкоће високих -енд технологија чипова; и предложили да се не плаше поновљених неуспеха. , И дефинитивно ће победити на крају.
Међутим, неки стручњаци и економисти сматрају да је боље купити чипс него правити чипс, што је такозвано [ГГ] тржиште технологије [ГГ]; теорија; и не брину [ГГ] #39; да ће Сједињене Државе лако напустити велико тржиште Кине [ГГ] #39; Неки лидери који заговарају тржишну оријентацију такође су скрупулозни у погледу великих улагања и високог ризика. Због тога кинеска [ГГ] индустрија чипова нажалост поново пропушта прилику.
Недавно је један тајвански медиј (Цхина Тимес Елецтрониц Невс) објавио чланак под насловом [ГГ] "Апокалипса о полупроводницима са унакрсним пролазом" (ГГ) ", изражавајући јасан став о овом питању. Главна идеја чланка је: Обе стране теснаца придају велику важност индустрији полупроводника, а полазиште је слично (у исто време, увели су производне линије из НЕЦ -а у Јапану, односно РЦА у Сједињеним Државама). Подршка полуоводника од стране копнене владе [ГГ] далеко премашује подршку Тајвана. Полупроводничка технологија је знање које захтева напоран рад и дугорочну усредсређеност. Најсавременија технолошка истраживања захтевају висок степен професионализма научног и технолошког особља. Али сада, у смислу производног процеса и врхунских интегрисаних кола, копно је заиста још увек инфериорно у односу на Тајван (?).
Један од разлога је то што су сви млади научни и технички кадрови са копна запослени у државним предузећима и немају осећај кризе. Наравно, нема осећаја хитности и бојим се тешкоћа, па не морам да идем и залазим у езотеријске принципе и кључне технологије. Неки млади људи имају лош професионализам и желе да се обогате што је пре могуће. Неки медији имају обичај да се хвале мислећи да су већ број 1 у свету. На крају чланка је истакнуто да су [ГГ] понизно учење и тражење, те дуготрајна усредсређеност и концентрација једини начини за успех. [ГГ] куот; Аргументи изнети у овом чланку и даље су објективни и вредни нашег разматрања.
Гледајући на тренутни проблем чипова из перспективе наоружања и опреме, увијек осјећам да неким стручњацима и научницима недостаје важан фактор у њиховом разматрању, а то је [ГГ] борбена готовост. [ГГ] куот; Американци сматрају чип као неку врсту материјала за припрему рата. Сваки пут када уводимо санкције и забране продаје, користимо изговор [ГГ] за националну безбедност. [ГГ] куот; Велика стратегија Сједињених Држава данас је да задржи Кину. Може ли то дозволити да кинеско-америчка добитна ситуација траје дуго? Ово нас подсећа на дебату у мојој земљи 1980 -их о томе да ли Кина треба да развије свој сопствени навигациони систем Беидоу.
Неки научници се томе противе, на основу тога што свет користи амерички ГПС, а Беидоу је скуп, па чак и ако буде изграђен, неће се моћи такмичити са Сједињеним Државама у будућности. Надаље, ГПС се не може искључити или шифрирати, тако да га саме Сједињене Државе не могу користити. Међутим, у неким локалним ратовима и војним вежбама у неким земљама након деведесетих, Сједињене Државе су искључиле функције повезане са ГПС-ом и користиле шифроване сметње, што је доказало да су мишљења другова који су се залагали за покретање Беидоуа тачна.
Разлози за лош ниво технологије и чипова микроелектронике у бившем Совјетском Савезу и Русији су компликовани. Међутим, према руској литератури, постоје три главна разлога: Прво, светски прелазак са електронских цеви на полупроводнике 1960 -их. Бивши совјетски високи званичници веровали су да су полупроводници далеко мање отпорни на нуклеарно зрачење од електронских цеви, и трудили су се да заговарају развој малих електронских цеви. Због тога је Совјетски Савез од почетка пропустио златну прилику.
Друго је то што је Совјетски Савез промовисао [ГГ] "тернарни систем [ГГ" куот; за временски период (то јест, +1, 0, -1 уместо бинарног 1, 0), што је некомпатибилно са бинарним системом који се генерално промовише у свету, што троши много времена и енергије. Треће је да је бивши Совјетски Савез дистрибуирао индустрију микроелектронике земљама учесницама ради уравнотежења интереса земаља учесница.
Распад Совјетског Савеза довео је до фрагментације индустрије полупроводника. Након деценије економског шока, Русија је доживела спор економски опоравак и није у стању да у потпуности поврати своју бившу славу. Стога, ако направите грешку у усмеравању основних техничких питања, губитак је често велики. Камење са других планина може се користити за жад, а ове лекције су нам помогле да избегнемо понављање истих грешака.
Од украјинске кризе 2014. године, Русија је доживела рунде санкција са Запада, али је успела да лансира једно по једно ново оружје светске класе. На пример, у ваздушној и космичкој одбрани пуштен је у производњу ловац пете генерације Су-57, систем противваздушне одбране четврте генерације С-400 је био у служби, систем противваздушне одбране пете генерације С-500 успешно је погодио циљеве, и стратешки противракетни систем нове генерације А-235 Борбена дужност и тако даље.
Западни извештачи су претерали: Русија [ГГ] често шаље језиве подсетнике! [ГГ] куот ;. Стога су неки читаоци довели у питање да је основни ниво индустрије Русије [ГГ] #39; лош, а технологија микроелектронике увек је била недостатак Русије [ГГ] #39; Русија је лансирала ово наоружање светске класе, али јој недостају технологија светске класе микроелектронике и врхунски чипови. Русија такође наглашава да самопоуздање у основи не користи стране компоненте (Запад такође забрањује продају врхунских електронских уређаја). Како је руско научно -техничко особље решило ову противречност?
Једном сам анализирао како Русија решава ову противречност у чланку [ГГ] „Зашто нема кризе чипова у најновијем истраживању и развоју наоружања Русије [ГГ] #39; [ГГ] куот; Укратко, ослањати се на идеју [ГГ] "независне иновације [ГГ" ". Да будемо прецизнији, ослањамо се на научно -техничко особље [ГГ] #39; филозофију дизајна [ГГ] "јачање снага и избегавање слабости". У потпуности искористите основне техничке предности Русије [ГГ] 39 у механици лета пројектила, технологији и уређајима за инерцијално навођење, моторима, микроталасној електричној вакуумској технологији и аналогним колима и ослоните се на домишљатост руског научног и технолошког особља због недостатка дигиталне технологије. Ова накнада није једноставна замена, већ иновација.
Како је аутор навео пример у чланку [ГГ] "Цхип Црисис [ГГ]", Русија користи хетерогени кристални осцилатор као акумулацију сигнала средње фреквенције, а његова запремина је чак и мања од оне интегрисаног кола, што је типичан успешан пример. Руско научно -техничко особље користи своје снаге и заобилази слабости, с једне стране из немоћи, али с друге стране, промовисало је нови развој и напредак у технологији аналогних кола.
Други је ослањање на научно и техничко особље [ГГ] #39; с [ГГ] "систем прво [ГГ] куот; филозофија дизајна. Ово последње се односи на [ГГ] "; ниво компоненти оружја може бити просечан, али ниво система, укључујући показатеље перформанси система наоружања и поузданост оружја, мора бити првокласан. [ГГ] куот; На пример, у области наоружања ваздушно -космичке одбране, од врхунских руских лидера до главног дизајнера ракетних система, они јасно схватају да су руске основне индустрије далеко инфериорне у односу на оне у Сједињеним Државама, и треба да траже истину од чињеница да би развили своје сопствено ваздушно -космичко одбрамбено оружје.
Имају две неписане смернице за дизајн:
Један је да се од система наоружања не може захтевати да свестрано надмаши Сједињене Државе, или да буде први у свету по свим показатељима. Русија нема снаге да се свестрано такмичи са Сједињеним Државама. Стога морамо схватити главне показатеље, решити главне контрадикције и учинити да главни индикатори воде светом.
Друго, не може се захтевати да сва опрема и компоненте у систему буду првокласне, али су потребне независне иновације сваке опреме како би се повећале њене снаге и избегле слабости што је више могуће. Главна тежња је ефикасност и стабилност, висока поузданост и не намерава се намерно користити напредним компонентама и напредном технологијом, није их брига за изглед помало [ГГ] "глупо, велико, грубо [ГГ". Главне дивизије потом су синтетизовале систем ракетног наоружања ПВО светске класе са изванредним главним перформансама и нивоом. Ово неписано правило је у западној литератури похваљено као [ГГ] "златно правило [ГГ" куот; за развој оружја Русије [ГГ] #39;
Аутор сматра да нам је ово веома просветљујуће. У претходној фази, научни и технолошки кругови моје земље [ГГ] показали су одређено нагло расположење, то јест, сви слојеви друштва морају свестрано надмашити Сједињене Државе, и тврдили су да многи аспекти имају већ надмашио САД. У ствари, узимајући као пример врхунске чипове, потребан је дуготрајан напоран рад да би се надокнадио јаз између нас и Сједињених Држава.
Чак и тада је немогуће замислити да ће све врхунске сорте чипса сустићи Сједињене Државе. У ствари, све док неке главне сорте сустижу или се приближе нивоу светске класе, то је врло добро. Наравно, основна технологија мора бити у нашим рукама. Програмери оружја јуре за оружјем светске класе и њега није брига да ли су чипови први у свету.
Да бисмо самостално иновирали, морамо имати иновативни дух. На пример, дизајн руског система С-300, њихова смелост у иновацијама и даље је вредна наше референце. Први је избор бенда. Америцан Патриотс користе Ц бенд. Руски техничари су предложили да се користи већи Кс-опсег за даље побољшање перформанси радара. Али у то време постојао је велики ризик. Није само тешко развити и набавити компоненте.
Производња кључне опреме за отклањање грешака [ГГ] куот; Велики антенски опсег Кс-опсега у близини система за тестирање [ГГ] куот; потребан за радар са фазним низом такође је неизвестан (потребно је инсталирати испитни оквир на испитном постољу од неколико метара).
Када се глава за узорковање помера у три димензије у било којој тачки, тачност позиционирања није већа од једне стотинке таласне дужине, односно 0,3 мм). Али Русија се усудила да прво заузме овај технолошки врхунац и прва је у свету развила велики систем испитивања Кс-опсега близу поља.
Осим тога, што се тиче методе увлачења радарске антене са фазним низом, амерички научници и инжењерски кругови увек су се залагали за коришћење гранања (преко великог броја каблова или грана таласовода), и негирали свемирски довод. Међутим, руско научно и технолошко особље учинило је велике помаке и успехе у свемирском храњењу. На међународној радарској конференцији почетком овог века, амерички радарски стручњак Баден послушао је извештај главног руског инжењера Јевремова. Када је сазнао да је свемирски извор званично усвојен на С-300, похвалио је руско научно-техничко особље. Иновативни дух и истрајност. И одржао тако занимљив говор на састанку:
Програмери радара са западним фазним низом били су задубљени у дизајн феед феед -а од 1960. године и склони су да игноришу и одбаце овај начин напајања свемира. ……. До 1988. је мислио да технологија свемирског храњења није довољно зрела. ……. У 1993-1994, детаљни наставни план и програм који је развила ИЕЕЕЕ антена са фазним низом није ни помињао свемирски низ. Овакав став западне радарске инжењерске заједнице препустио је сав развој технологије свемирског низа напајања руским инжењерима, омогућавајући им да енергично уђу у ово празно место.
Пошто су основна научна истраживања Русије [ГГ] #39; врло солидна, сви верују да ће, све док се економија Русије [ГГ] #39 даље буде побољшавала, њена технологија микроелектронике и врхунска технологија чипова засигурно имати нови развој и узети ван. У супротном, технологија ниског нивоа микроелектронике могла би постати уско грло за даљи развој информатизације и умреженог наоружања Русије [ГГ] #39; Стога учимо од искуства Русије [ГГ] у развоју најсавременијег оружја и углавном учимо од дизајнерских идеја других људи [ГГ] #39 и духа независних иновација и смелости да уводе иновације, а не опонашајући његове специфичне методе.
Заобилазни путеви које предузимају основни уређаји, попут микроталасних цеви у мојој земљи, такође показују да пут до „замене технологије тржиштем“ није изводљив.
У ствари, искуство и поуке сличне овом ЗТЕ инциденту нису први пут. Осамдесетих и деведесетих година прошлог века, када су Сједињене Државе, Совјетски Савез и друге земље улагале велике напоре да развију нову генерацију микроталасних електронских цеви велике снаге за опремање нове генерације радара велике снаге, нагласили смо тржишну економију и свирао гонг и бубњеве како би искључио непрофитабилне електронске цеви. У фабрикама и на универзитетима затварају се електрични вакуумски предмети који нису популарни код студената (каже се да су микроталасне пећнице штетне, а електрични вакуумски материјали штетни).
Неки стручњаци брину да неће бити наследника. У неким људима [ГГ] #39 настао је прихватљив концепт: електронске цеви заостају за транзисторима, транзистори заостају за интегрисаним колима, а интегрисана кола за чиповима. Ако вам затреба, можете потрошити новац за куповину на страним тржиштима.
Тек касније [ГГ] Запад је забранио продају микроталасних цеви велике снаге мојој земљи када је то изашло на видело. Руско научно и технолошко особље је у том погледу паметније од нас. Њихова микроталасна електрична вакуумска технологија је веома висока и јединствена. Они су одиграли важну улогу у промовисању развоја напредног наоружања Русије [ГГ].
Сваке године у нашој земљи Министарство индустрије и информационих технологија организује [ГГ] "Кинеска конференција о промоцији индустрије интегрисаних кола [ГГ]". 2016. и 2017. године, један од мојих ученика учествовао је на другој сесији. Након што се вратио, пренио нам је ситуацију на конференцији и срамотну ситуацију у индустрији чипова моје земље [ГГ]. У 2017. години излазна вредност индустрије интегрисаних кола моје земље [ГГ] #39; достигла је 500 милијарди јуана, што чини око 11% глобалног удела, док је Тајван моје земље [ГГ] #39; Тајван чинио 16%. На чекању по приходима од пословања нема никога у копну од 20 најбољих светских компанија у области полупроводника, док Тајван има три компаније које су ушле у ужи избор, укључујући ТСМЦ.
годишњи увоз моје земље америчких полупроводничких производа, углавном врхунских чипова, износи 230 милијарди америчких долара, што је упоредиво са једногодишњим издацима наше војске. Неколико америчких гигантских чипова зарадило је много новца на кинеском тржишту без изузетка, али су годинама у више наврата користили националну безбедност као разлог за коришћење великог интелектуалног власништва. Забраниће продају овог на неко време и санкционисати га неко време. Сврха те компаније [ГГ] #39; је да угуши индустрију чипова моје земље [ГГ] #39 и задржи кључну технологију у својим рукама заувек.
[ГГ] "чип инцидент" [ГГ] куот; је свакако лоша ствар, али такође ће вероватно постати још једна златна прилика за развој врхунских чипова моје земље [ГГ]. Према мојим студентима, на другом састанку је много научно -техничког особља изразило жељу да вредно ради. На састанку је била и група повратника, од којих су се неки годинама бавили технологијом чипова у иностранству и желели су да искористе своје знање да служе домовини када се врате кући. Такође је позвао колеге које су још у иностранству да не пропусте прилику. На састанку су такође изнели слоган [ГГ] "Патриотски научници ће радити заједно, а Цхина Цхип ће ускоро порасти [ГГ" ".
Коначно, битка за науку и технологију је битка за таленте. Све док је политика исправна, таленти су цењени и све снаге које се могу ујединити верујем да ће врхунски чипови Кине [ГГ] ускоро порасти.
