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当前我军的信息化建设以技术革命为主导,重点发展信息化武器装备,核心在于装备的电子化和计算机化。军工芯片作为电子化的硬件基础,被喻为信息化装备的“神经中枢”,很大程度上决定信息化武器装备的作战效能。


军工芯片的含义和现状

军工芯片的定义

芯片是半导体元件产品的统称,是集成电路(IC, integrated circuit)的载体,由晶圆分割而成。而集成电路,是集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块,承担着运算和存储等多种功能。集成电路应用涵盖了军工、民用的几乎所有的电子设备。


军用芯片是应用在军事领域的专业集成电路,广泛应用在军用计算机、导航、航空、航天、雷达、导弹等多个领域。

军工芯片现状:国产化率不足

模块层级基本具备集成能力,瓶颈在元器件层级的高端军用芯片。


国防军工芯片发展现状与趋势分析


我国半导体芯片近 5 年来每年进口高达 2000 亿美元,我国每年进口半导体芯片金额很大,自 2013年起,每年用于进口芯片的外汇高达 2000 多亿美元。2017 年我国进口集成电路 3770 亿块,同比增长 10.1%;进口金额 2601 亿美元,同比增长 14.6%。


国防军工芯片发展现状与趋势分析


我国军用芯片的研究整体起步较晚、由于缺乏高端人才,在核心元器件设计、制造设备、制造工艺水平等方面较落后,在高端元器件领域大多仍依赖进口。


逆向+自主双管齐下,军工芯片逐款逐系列替代


进口芯片可得性不断降低,模块供应商切入元器件核心领域。军用模块供应商过去通常通过采购国外商用芯片或已淘汰军用芯片的方式获得核心元器件,并以此为基础进行二次开发和集成,设计完成实现特定功能的子模块。由于国外芯片的可得性不断降低以及军方整机厂对于核心元器件国产化率要求的不断提高,已有一些模块供应商切入元器件核心领域,投入到核心芯片的研发设计。


逆向+自主双管齐下,军工芯片逐款逐系列替代。过去较长的一段时间里,我国军用芯片的研制,往往只能在参照国外产品功能及接口的基础上,采取逆向设计的方法实现功能仿制,产品的各种性能参数等技术指标基本不可能完全一致。对于产品设计时就已经选用了进口器件,因停产禁运等原因需用国产器件替代的,往往由于存在差异或未有使用经历,导致很多国产军用芯片替代较为困难。《冰球突破豪华版游戏下载》一文曾就电子元器件国产化替代采纳情况进行了统计分析,仅有 35%可采纳国产替代,其余的国产件由于封装体积差异、关键性能指标差异、没有使用经历、质量可靠性达不到等原因未能替代使用。与此同时,国内科研机构在一些重点领域取得一些突破,如军用 CPU、自主可控 DSP、军用 GPU 等。


国防军工芯片发展现状与趋势分析

国防军工芯片发展现状与趋势分析


军工芯片产业链:设计为主导,先发优势明显

军工芯片产业链三环节垂直分工,IC 设计为主导


芯片作为一项相对来说军民通用的电子器件,产业链在军用和民用领域没有显著的差异。军工芯片产业链也分为芯片设计、芯片制造和封装测试三个环节,上游的设计公司按照客户要求设计出电路和版图,然后由中游的加工制造厂将其建造在硅片上,硅片再送往下游的后工序厂进行封装测试,最后制成客户所需要的产品。


市场化程度低,先发优势明显


军工电子产业链大致可分为整机厂、分系统商、核心模块和元器件供应商,相互之间的业务层级明确,从上而下依次传递产品需求,从下至上依次交付合格产品。军工电子产品,尤其是应用于现代化武器作战平台上的核心电子组件和小型系统级产品,一般为定制化产品,客户明确且高度集中。整个军工电子产业链中,各大军工集团及下属单位过去通常采用“元器件-模块-子系统-整机”全包式的研制生产体系。随着军民两用的深入,一些民营企业逐渐参与到军工元器件和模块的研发和生产,为军工集团和下属单位进行配套生产。


长期驱动力:信息化是我军军队装备建设的重点


信息化建设是军队建设大势所趋


在人类战争的形态不断演进。信息技术使得多军种联合一体化作战、武器装备的精确性和攻防能力倍增、内部信息互联互通更加快速,对战争形态产生了深远的影响。战争形态逐渐从机械化向信息化转变,作战双方从争夺制空权和制海权到争夺“制信息权”,信息化进程从单项武器装备信息化向一体化作战系统信息化渗透。战争逐渐表现出多维度一体化特征,武器装备的信息化程度以及信息化指挥系统能否发挥部队间的协同效应将成为能否打胜仗的关键。


信息化建设是我军军队建设的重中之重


发布新版国防军事发展战略,将信息化军队建设作为军事力量建设的重中之重。中国政府 2015 年5 月 26 日发表《冰球突破豪华版游戏下载》白皮书,强调贯彻新形势下积极防御军事战略方针,加快推进国防和军队现代化。在武器装备建设层面,把军事斗争准备的基点放在打赢信息化局部战争上,把制信息权放在夺取战场综合控制权的核心地位,着眼破敌作战体系进行精确打击,并强调运用诸军兵种一体化作战力量,实施信息主导、精打要害、联合制胜的体系作战。


长期驱动力:信息化建设初期,军工芯片率先突围


信息化建设初期,以技术革命为主导、电子化为先锋


我国的军队信息化程度较低,正处于从机械化向信息化迈进的阶段,与美国等西方国家相比差距较大。按照国防和军队现代化建设“三步走”战略构想,我军正在加紧完成机械化和信息化建设的双重历史任务,力争到 2020 年基本实现机械化,信息化建设取得重大进展,2050 年基本实现信息化建设。


国防军工芯片发展现状与趋势分析


电子化为核心,军工芯片率先突围


我国现阶段信息化建设,以平台和武器装备的计算机化为核心,军工芯片至关重要。正如前文所述,在军队信息化发展的初级阶段,以计算机控制的探测器材、单个作战平台和武器装备的计算机化为主要目标,而计算机化、信息化的硬件基础和核心器件为军工芯片。


芯片是信息化设备的核心元器件,被喻为信息化装备的“神经中枢”,军工芯片的性能和质量对于信息化装备的作战能力起着十分关键的作用。