Ciência e Tecnologia Aeroespacial Segundo Hospital Guo Yanying
Por que o armamento avançado moderno está cada vez mais dependente de chips high-end
O que é um chip high-end? Isto não é estritamente definido e visão unificada do mundo. É agora geralmente chamado de chip em um bloco de silício refere-se a circuitos integrados. Assim, em geral refere-se ao chip high-end é baseado no chip tem um salto qualitativo, que é mais integrado, mais rápido, mais poderoso e até mesmo field-programmable circuito lógico digital ou um circuito dedicado. armamento moderno no início de 1990 amplamente usados em uma variedade de chips. mas desde que entrou na nova guerra de informação do século e era a rede de guerra, sistemas de armas, dispositivos de proporção eletrônica de crescente demanda por chips de ponta também está aumentando rapidamente. US quinto lutador geração F-35, por exemplo, é conhecido como o primeiro acordo completo do mundo, com as informações requisitos operacionais do projeto da aeronave, como pode com o atual sistema de combate do exército dos EUA para alcançar a 'perfeição' de combate F-35 como um nó em uma guerra de informação existe. equipamentos a bordo sistema de guerra eletrônica integrada projetada é o maior limite reforçada consciência piloto de toda a situação no campo de batalha; suas capacidades de guerra eletrônica para conseguir mesmo stand-alone lutador desempenho profissional eletrônico. O caso de guerra, F-35 no sistema de combate do exército norte-americano, armas e equipamentos podem compartilhar informações com os Estados Unidos por ar, mar. É como fazer isso? É sobre a autoridade do "de Jane Defesa Yearbook '' meu corpo estranho está instalado O chip '!
Em mísseis, radar e área de armas de defesa aérea e espacial, com o chip mais high-end, além de o chip habitual de alta velocidade de alta precisão ADC / DAC, geralmente há três áreas, o próprio chip de computador uma arma, especialmente na bomba no computador de bordo, a demanda por chips é extremamente dura segundas comunicações de chip ;. comunicação é a espinha dorsal de muitos centro de controle de armas como C2BMC no de Estados Unidos, contou com terceira rede global para calcular o radar US uso extensivo do Departamento de Comércio dos EUA. Frequentemente denominados chips DSP (Digital Signal Processing) e FPGA (Field Programmable Gate Array).
A principal tarefa do equipamento eletrônico em sistemas modernos de armas é aceitar informações, saída e comando após processamento e cálculo rápido, para controlar os componentes de execução.Tendo o radar moderno como um exemplo, sua taxa de dados é de até dezenas de vezes por segundo, ou seja depois de alguns décimos de operação, portanto, pedido de informações chip de processamento de ter um tempo real, função de cálculo rápido, de alta capacidade. o algoritmo mais comumente utilizada é a convolução transformar tristeza e Futura. estas duas operações são um grande número de multiplicação e foi introduzida processo iterativo de acumulação, com o chip mais simples e moderno de processamento de sinal de chip moderno de processamento de sinal, desde 1982, passou por cinco gerações de produtos, é últimos microprocessadores de alta velocidade são muito diferentes: primeiro, ele pode, em um ciclo de instrução interna 32-bit multiplicar e acumular operação completa leva apenas 1-2 nanosegundos, em segundo lugar versátil, e pode ser processado em paralelo, três é chamada 'arquitetura de Harvard', que é um instruções de programas armazenados e dados armazenados em uma memória separado. Estrutura Possui um barramento de endereços separado e um barramento de dados separado Os dois barramentos são compartilhados por memória de programa e memória de dados, o que supera o fluxo de dados. O gargalo da transmissão melhora muito a velocidade de operação.
Como para a FPGA, que contém um grande número de portas, o chip integrado mais, mais rápido, mais fiável, especialmente com a capacidade de programação no sistema (reconfigurável), que compreende um bloco de lógica programável, programável I / o e conexão programável interna como processamento de informação, tendência FPGA para substituir o DSP.
A maioria dos projetistas de chips de usuário são, naturalmente, é o 'ismo' como o FPGA ou DSP, as empresas americanas conhecido em FPGA, como a Xilinx (nome chinês Xilinx), Altera e por isso a empresa criou escritórios de vendas na China, por amplo de carga, serviços globais, e até mesmo ferramentas de desenvolvimento estão prontos para você. cada vez que ele lança um novo modelo de graça para a sua formação, o que facilita muito o seu trabalho de design, você pode até fazer um monte de 'inovação'. naturalmente, estas empresas ganham bacia cheia tigela cheia, que é sobre o que alguns chamam de 'win-win' um acadêmico sênior disse muito bem: agora um monte de resultados obtidos em uso são baseados no estrangeiro com base do chip, e freqüentemente declarou pela primeira vez no mundo, não é isso. pegar alguém algo ontem para vestir seu próprio amanhã!
Vemos a partir do S-300 tem sido a informação pública na imagem (como a Rússia vendeu para o grego S-300-2 do sistema), sua tecnologia de processamento de sinal de radar de controle de fogo também usa FFT radar de cada canal é conseguido através da operação FFT Doppler ramo de velocidade, mas é pequeno circuito russo (IC) para a composição. fizeram uma passagem de um armário, enquanto os Estados Unidos apenas com um FPGA ou chip DSP (de alta precisão e ADC de alta velocidade de chip / DAC ) e uma placa de circuito impresso. assim que o equipamento eletrônico da Rússia muitas vezes dá um estúpido, grande, sensação de espessura, alguns estudiosos nacionais têm muitas vezes menosprezados. mas a Rússia tem a sua maneira, ele não impede que o S-300 e S 400 para se tornar um sistema de ar defesa contra mísseis de classe mundial.
Por que nós, como os americanos não podem fazer os chips?
Eu nunca se envolveram em um profissional e semicondutores fichas. Não qualificado para fazer observações irresponsáveis sobre as questões de chips atuais, mas a partir de uma perspectiva do usuário refletir alguns casos de uso e opiniões. 18 de abril de 2018, anunciou que 'proibição' fim dos Estados Unidos no dia seguinte, o Instituto de computação convocou uma mesa redonda de especialistas em Beijing, o nome da conferência é 'por que não estamos fazendo americanos como batatas fritas?'. mas foi relatado para ser repórter "Economic Observer", na qual especialistas discutido durante todo o dia, dizer, ou não poderia desenhar uma resposta direta, mas a reunião ainda reflete algumas informações importantes. por exemplo, alguns especialistas citam super-computador da China, por exemplo, é tempos mais rápidos a tomar em competições internacionais de acordo com o primeiro, mas os especialistas dizem, é usado nos Estados Unidos na frente de seis chips. (nota do autor: significa seis supercomputador consecutivo 'Tianhe-2', 80.000 Intel Xeon usado da empresa) 2015 anos. Em abril, o Departamento de Comércio dos EUA decidiu proibir a venda de chips relacionados a quatro unidades na China. Em 2016, o supercomputador 'Shenwei · Taihu Light' foi equipado com um chip produzido nacionalmente '(nota do autor: China-made CPU 'Shen Wei 26010'. O chamado 'carry' refere-se ao facto de uma parte?). Finalmente, flutuando velocidade ponto de 930 milhões de cem milhões de vezes por segundo para vencer novamente em competições internacionais, por isso os especialistas dizem 'lock-up' é um O catalisador fez com que os pesquisadores sentissem uma sensação de crise, que acelerou o desenvolvimento dos chips independentes da China até certo ponto.
Como você sabe, a indústria de chips é um monte de dinheiro e talento para a indústria de pré-necessidade, é um período relativamente longo de retorno sobre o investimento na indústria, é necessário Passando a tocha, gerações de perseverança, trabalho duro, da inovação e iteração de acumulação, para hoje o auge da reunião, alguns especialistas apontam que os gigantes internacionais da indústria de semicondutores são quase nos anos setenta e oitenta do século passado começou com um longo tempo e uma enorme quantidade de investimento talento, em troca de tecnologia acumulada de hoje. China semiconductor Industry arrependido de ter perdido uma era de ouro da reforma e abertura, embora nós não gastar menos esforço, e tem feito progressos que atraíram a atenção mundial na área de chip de média e baixa. mas para o desenvolvimento do chip de high-end, e contar com mecanismo de concorrência no mercado, É difícil alcançar o nível dos Estados Unidos.
Para a década de 1990, não têm um número de cientistas visionários, como Ni Guangnan, que defendia tecnologia de núcleo independente, proposto para apontar a grande chip de núcleo US (como Xeon da Intel), high-end chip de superar as dificuldades técnicas; medo de muitas falhas e propor e, eventualmente, será capaz de vencer, mas existem alguns especialistas e economistas acreditam que o chip é melhor comprar fichas, chamado 'mercado para o uso da tecnologia' teoria; .. e disse para não se preocupar os Estados Unidos iriam desistir facilmente tão enorme mercado chinês e os enormes lucros alguns pro Líderes orientados para o mercado também se preocupam com grandes investimentos e altos riscos, o que faz com que a indústria de chips da China lamente mais uma vez lamente uma oportunidade.
Recentemente, uma mídia de Taiwan (quando a newsletter) publicou um relatório intitulado 'em ambos os lados de semicondutores Apocalypse' artigo, publicado vista simples sobre este artigo assunto no sentido de que: os dois lados atribuem grande importância à indústria de semicondutores, começou quase (simultaneamente a partir de Japão NEC e os Estados RCA United introduzir a linha de produção). apoio do governo continente para semicondutores está longe de terminar tecnologia de semicondutores de Taiwan é a porta precisa de muito trabalho e foco de longo prazo para estudar ciência. de pesquisa de tecnologia de ponta requer pessoal científico e técnico têm um alto grau de profissionalismo. mas agora, no processo, e high-end circuitos integrados, certamente menos do que o continente Taiwan (?). uma das razões é o continente de jovens cientistas em empresas estatais, não há nenhum sentimento de crise. naturalmente, nenhum senso de urgência, com medo de difícil, não precisa ir em profundidade mergulhar em um dos princípios esotéricos e tecnologias-chave parte ruim da dedicação do jovem, ansioso para ficar rico o mais rápido possível. Alguns meios de comunicação têm o hábito de gloriar-me, uma vez que tem sido o primeiro no mundo. o artigo conclui com 'aprendizagem e humildemente pedir e se concentrar no foco de longo prazo, é o único caminho para o sucesso. presente artigo apresenta argumentos ou objetivo, devemos Teste.
Do ponto de vista da questão chip de armamento atual, eu sempre me sinto a falta de alguns especialistas e estudiosos um fator importante a considerar é a 'prontidão'. Americanos colocar o chip como uma espécie de material de guerra. Cada vez temos sanções proibir todo desculpa 'segurança nacional'. hoje a grande estratégia dos eUA é para conter a China, a China e os Estados Unidos permitiu-lhe para ir em longo prazo direito win-win situation? Isso nos lembra da década de 1980, o país tinha que quer envolver o nosso próprio sistema de navegação Beidou debate. alguns estudiosos têm se opôs, alegando que os Estados Unidos em todo o mundo estão aproveitando GPS, bússola se envolver em caro e até mesmo construir a concorrência no mercado futuro, mas também dos Estados Unidos. Além disso impossível desligar o GPS ou criptografia, de modo que os próprios Estados Unidos não seria capaz de usar o mas depois de uma série de guerras locais da década de 1990, bem como exercícios militares em alguns países, os Estados Unidos tem como alvo para desligar o GPS recursos relacionados, e lançou interferência criptografia, provar vista defendido Compass lançou camaradas estão corretas.
As lições aprendidas com a antiga União Soviética e os microeletrônica russo, tecnologia de chip para trás
A antiga União Soviética e da microeletrônica russos e nível de chip diferença, razões complexas, mas de acordo com a literatura russa dizendo, por três razões principais: primeiro, na década de 1960 pelo tubo em todo o mundo steering semicondutores ex-executivos da União Soviética acreditavam que a radiação anti-nuclear é muito menos semicondutores declaração tubo, defendeu fortemente o desenvolvimento de pequenos tubos. Isso faz com que a União Soviética desde o início para perder uma oportunidade de ouro. em segundo lugar, o período de implementação da União Soviética 'ternário' (ou seja, +1, 0, -1 em vez de binário 1 e 0 ), não é compatível com a implementação binária comum internacional, desperdiçando uma grande quantidade de tempo e esforço. a terceira é a antiga União Soviética para se juntar a fim de equilibrar os interesses de cada país, a distribuição da indústria de microeletrônica para se juntar ao país após o colapso da União Soviética levou à fragmentação da indústria de semicondutores. experiência russa a ser décadas de período de choque econômico, a recuperação económica é lenta, incapaz de reviver plenamente a sua glória passada, assim que a direção errada sobre as questões técnicas fundamentais, muitas vezes a perda é enorme. montes de pedra pode aprender essas lições, para que evitar as armadilhas.
Porque é que a Rússia ainda sem chips high-end têm vindo a introduzir novas armas de classe mundial?
A partir de 2014, após a crise na Ucrânia, até agora, a Rússia é submetido a uma nova rodada de sanções do Ocidente, mas eles ainda podem lançar um lote de classe mundial após lote de novas armas, como a defesa aérea e espacial, um caça de quinta geração Su -57 produção, uma quarta geração S-400 sistemas de defesa aérea em serviço, o sucesso da quinta geração do sistema de defesa aérea S-500 segmentando, e um novo sistema de geração de mísseis de defesa estratégica a 235 missões de combate, e os repórteres tão ocidentais renderização: Rússia 'muito frequentemente emitido lembrete assustador!'. para que os leitores questionaram nível da fundação pobre da Rússia de industriais, microeletrônica e Rússia tem sido uma pranchinha. Rússia introdução destes de classe mundial novas armas, a falta de microeletrônica de classe mundial e chips de ponta. a Rússia também ressaltou a auto-suficiência, basicamente, não usa componentes estrangeiros (West também proibidos de eletrônicos high-end). como é que o pessoal científico e técnico da Rússia para resolver esta contradição?
Eu estava em primeiro por design cientistas 'fraquezas' 'por que a Rússia não faz pesquisa e desenvolvimento de crise armas sofisticadas chip?' A análise preliminar de como o artigo a Rússia para resolver esta contradição. Em suma é confiar na 'inovação' pensando. Em particular, em seguida, pensamento. fazer pleno uso das bases de mísseis vantagens técnicas mecânica de vôo russos, tecnologia inercial orientação e dispositivos, máquinas, tecnologia de microondas de vácuo elétrica, circuitos analógicos, etc., dependem de pessoal científico e tecnológico inteligência russa, insuficientes para colmatar a tecnologia digital. Isto não é uma alternativa simples para compensar mas uma inovação. como os autores têm, por exemplo, na 'crise de chips' em um artigo, com a Rússia como uma acumulação de sinal de freqüência intermediária cristal oscilador animado, que é ainda menor do que o volume de circuitos integrados, é uma típica história de sucesso. cientistas russos fraquezas, por um lado, por causa da frustração, mas levou a outra tecnologia de circuitos analógicos mão com o novo desenvolvimento e progresso.
A segunda é por design 'primeiro sistema de' pessoal científico e técnico. Este último refere-se ao 'nível geral de arma componentes podem ser, mas a nível do sistema, incluindo o desempenho do sistema arma e confiabilidade de armas deve ser de classe'. Por exemplo, em armas de defesa aérea e espacial áreas, desde os principais líderes da Rússia para o arquiteto-chefe de sistemas de mísseis, eles reconhecem claramente indústrias básicas da Rússia muito menos do que os Estados Unidos, devem ser realistas e desenvolver suas próprias armas de defesa aérea e espacial que projetaram dois critérios não escritas: não é necessária indicadores do sistema arma já ultrapassou os Estados Unidos, ou indicadores de entrada no mundo. a Rússia e os Estados Unidos não têm nenhum poder geral de luta. de modo a aproveitar os principais indicadores resolver a contradição principal, os principais indicadores da segunda maior do mundo não pode pedir todos os equipamentos e sistemas peças são de primeira classe, mas cada dispositivo requer inovação, tanto quanto possíveis fraquezas EVITAR, principalmente a busca da eficácia e estabilidade, alta confiabilidade, sem o uso de componentes avançados e busca deliberada de tecnologia avançada, não se preocupam com aparência um pouco bobo, grande, áspera ". em seguida, integrado pelo total de mestres notáveis do desempenho principal, o nível de sistema de armas de defesa contra mísseis ar de classe mundial. este não é um literatura gramática Ocidental foram saudados como pesquisa de armas da Rússia e desenvolvimento da 'regra de ouro'.
O autor acredita que para nós papel muito esclarecedora da etapa anterior, comunidade científica da China para mostrar algum tipo de impulsividade, que as empresas têm para pegar totalmente com os Estados Unidos, e declarou que há muitos aspectos já ultrapassou os Estados Unidos ou fato tome o chip high-end, a distância entre nós e os Estados Unidos a reconhecer que ele pode exigir muito trabalho a longo prazo para recuperar o atraso. mesmo assim, não estava previsto que todas as variedades de chips de ponta para apanhar com todos os Estados Unidos, de fato, enquanto algumas das principais espécies ou captura perto do nível de classe mundial é muito bom. claro, a tecnologia de núcleo deve estar em suas próprias mãos. armas armas de pesquisa e desenvolvimento pessoal para perseguir nível de classe mundial, ele não se importava se o nível de chip do mundo.
Para a inovação, mas também um espírito de inovação, como o sistema de design russo S-300, o seu espírito de inovação ainda é muito digno de nossa referência. O primeiro é a seleção de banda, American Patriot usando o C-band. A tecnologia russa propuseram um X-band superior, a fim de melhorar ainda mais o desempenho do radar. mas no momento há uma grande aventura. não só é o desenvolvimento e fornecimento de componentes é muito difícil. equipamentos phased array radar necessário para depurar a grande antena 'X-band chave near-field sistema de teste 'da produção também não é certeza (os requisitos de amostragem na primeira rack grande teste para a poucos metros em qualquer ponto durante o movimento tridimensional, precisão de posicionamento de não mais de um por cento do comprimento de onda, ou seja, 0,3 milímetros). no entanto, o primeiro a se atrevem a Rússia ocupação ponto alto técnica e desenvolveu o primeiro X-band larga escala sistema de teste de campo próximo do mundo.
Também no modo de matriz faseada antena de radar de alimentação, um estudioso americano e defendem o uso de ramo de engenharia foi alimentado (por um grande número de cabo ou ramo de guia de onda) modo, método de alimentação espaço negativo. No entanto, os cientistas russos feito um grande avanço em termos de alimentação de espaço e sucesso. Uma reunião anual radar internacional no início deste século, Karimov deixa especialista radar Sèvres US Baden ouviu os relatórios engenheiro-chefe russos para saber quando o espaço de alimentação foi formalmente adoptada no S-300, ele elogiou a Rússia O espírito inovador e perseverança do pessoal científico e técnico E fez um discurso tão interessante na reunião:
Ocidental phased array Proprietário radar que desde 1960 tem se preocupado com a alimentação design do ramo, nós tendemos a ignorar e rejeitar esta forma de espaço de alimentação. ....... 1,988 Shihai acho espaço de alimentação farisaico tecnologia elétrica não é maduro o suficiente ...... 1993 - em 1994, um esboço detalhado dos assuntos IEEEE faseada antenas nem sequer menciona o desenvolvimento do espaço-feed atitude matriz ocidental do desenvolvimento de engenharia espacial radar de tecnologia de matriz feed. Tudo foi deixado para engenheiros russos, permitindo-lhes entrar neste espaço em branco energeticamente.
Como a Rússia é a investigação de base muito sólida, acreditamos que melhorar ainda mais na economia russa, ele microeletrônica e tecnologia de chip high-end será novo desenvolvimento e crescimento. Caso contrário, um baixo nível de tecnologia microeletrônica ou pode tornar-se ainda mais o desenvolvimento da Rússia da tecnologia da informação , rede gargalos armas. assim podemos aprender com a experiência russa no desenvolvimento de armas sofisticadas, principalmente pessoas aprendendo inovação e design ideias ousadas e inovadoras e espírito, não seguir o exemplo de sua abordagem específica.
Os desvios de dispositivos centrais, como os tubos de elétrons de micro-ondas na China, também mostram que a estrada da "mudança de tecnologia com o mercado" não pode ir
Na verdade, o incidente semelhante ressurgimento não é as primeiras lições da década de 1980 - 1990, quando a União Soviética e outros países são de grandes esforços para desenvolver uma nova geração de tubos de microondas de alta potência, quando a equipar uma nova geração de radar de alta potência, mas nós ênfase na economia de mercado, tambores e gongos para fechar fábrica de tubos inútil, a universidade encerrar não são estudantes de vácuo elétrica profissional (que dizem ser microondas prejudicial, material perigoso vácuo elétrica). alguns especialistas temem sucessores. em algum o cérebro humano para formar um conceito paradoxal: tubo atrás do que os transistores, circuitos integrados transistores do que chip de circuito para trás, para trás integrado fora do que o necessário, então você pode gastar o dinheiro para comprar mercados estrangeiros até mais tarde país não-ocidental para vender tubos de microondas de alta potência. quando, vir a compreender. cientistas russos nesta área mais esperto do que nós, sua tecnologia de vácuo de microondas de alta potência, original, desempenhou um papel significativo na promoção do desenvolvimento de técnicas avançadas de armamento russo por diante.
'Cientistas patrióticos Qi Fali núcleo da China em breve subir'
Nosso país é realizada a cada ano pela "indústria da China IC para promover a Assembleia Geral do Ministério da Indústria de 2016 e 2017 segundo de meus alunos que participaram. Ele veio de volta para nós para passar a Assembleia Geral e a situação embaraçosa da indústria de chips da China. Nossa 2.017 integração valor de saída da indústria circuito atingiu 500 bilhões de yuans, representando 11% de participação global, enquanto a China foi responsável por 16 por cento de Taiwan. fila em receita, 20 maiores empresas de semicondutores do mundo, não é um continente, Taiwan TSMC e outros três finalistas importações do nosso país anuais de produtos semicondutores norte-americanos, principalmente de chip high-end, para US $ 230 bilhões, um ano comparável ao nosso financiamento militar. vários gigante dos chips US invariavelmente ganhar derrama no mercado chinês, mas ao longo dos anos também repetidamente por razões de segurança nacional, empunhou a big stick de direitos de propriedade intelectual, a pessoa teria que proibir isso, seria preciso sancionar a casa, o nosso objetivo é sufocar a indústria de chips, e sempre será a principal tecnologia em suas mãos.
O 'evento de chips', é claro, é uma coisa ruim, mas também é provável que ser manuseado desenvolvimento oportunidade corretamente novamente ouro do chip de high-end da China. De acordo com os meus alunos disse, a segunda reunião um monte de pessoal científico e técnico, disse estar se preparando para algo grande. Será um grupo de mais repatriados, alguns deles envolvidos em tecnologia de chip no exterior por muitos anos, voltando a querer usar seus conhecimentos para servir a pátria. mas também pediu aos colegas estrangeiros ainda não perca a oportunidade. eles também levantada na reunião 'cientistas patrióticos juntos e forçar a China âmago o aumento rápido 'slogan e batalha tecnológica em última análise é o talento da disputa, desde que as políticas certas, talento, unir todas as forças que podem ser unidos, eu acredito que os chineses chips de ponta em breve subir.