头条揭密》美限制晶片技术输出 难以制约中共发展先进武器能力

中共歼-20（右）与美国F-35（左）的开发时程较为接近，使用的航电系统晶片运算能力都差不多。（图／档案照）

美国对中国实施科技禁运，对电子商品或资讯技术的影响范围极大，很多人认为这也会相应地影响到中共军事科技与武器的发展，不过实际情况无法一概而论。因为军用晶片较之民用的晶片在制程上会有好几代的落差，晶片技术对中国开发尖端新武器的影响可能要5至10年后才会显现出来。即便是无人机与资讯战等对晶片运算能力有较大需求的武器系统，仍需数年之后才会看出差异。

美国目前限制对中国输出的晶片技术在14~28nm，而西方国家与台、韩的晶片制程已发展到5nm与3nm，这种差距在军工领域与商品领域应用上是完全不同的，商品可能晶片差1、2代就是决胜负的关键，但在军工武器上并不是这样的逻辑。如果把美国与中国现役的几种尖端武器拿来做比较，就能看出晶片制程对武器的性能影响其实非常有限。

半导体制程工艺差距在军工领域与商品领域应用上是完全不同的，商品可能晶片差1、2代就是决胜负的关键，但在军工武器上却完全不同。（图／Shutterstock)

若以先进战机、核武、航天等尖端科技来比较中美两国使用的晶片，会发现中国现役武器装备用的晶片比美国要先得得多。例如美军现役F-15C主控使用60年代末的CP-1075运算晶片，每秒运算32万次；F-22第5代战机是6枚1995年开发的PowerPC 603，500nm制程；F-35则是PowerPc 7448CPU，这款中央处理器（CPU）的民用版是2005年上市的产品。

美军现役F-15C主控使用60年代末的CP-1075运算晶片，每秒运算32万次。其运算能力不只比不上智慧手机，连手表都比不上了。（图／美国空军）

另外像美国太空总署（NASA）于2021年送上火星的毅力号火星车，用的是1998年的Power 750CPU，当时是最先进的产品，250nm制程，单价却高达20万美元。它的晶片跟F-35、F-22一样，现在看来都比市面上廉价手机用的晶片差了不知多少代。这种落差最夸张的则是核武器，据说射控电脑用的是Window98，一些还在服役的洲际弹道导弹还用4.5吋的软碟操作DOS系统，前几年因为软碟机故障找不到零件可以修还闹出新闻。

NASA于2021年送上火星的毅力号火星车，用的是1998年的Power 750CPU，当时是最先进的产品，250nm制程，单价却高达20万美元。（图／Shutterstock)

相较之下中国因为尖端武器开发的时程较晚，所以使用的晶片相较之下先进许多，例如歼-20主控用每秒超过千亿次运算的国产「魂芯2号A」，大约是28-45nm左右的制程工艺；雷达很多用的是华睿1号，65nm制程；军用电脑多数采用双核45nm晶片，有2D或3D绘图卡，用定制linux系统操作。至于全球定位用的北斗卫星，用的是130nm的CPU，地面站控制台最近听说升级为22nm的CPU。

歼-20主控用每秒超过千亿次浮点运算的国产「魂芯2号A」，大约是28-45nm左右的制程工艺，雷达用的是华睿1 号，为65nm制程。（图／新华社）

从上述比较可知，中国现役的武器比起美国顶尖武器使用的晶片等级要高得很多，这是因为美军的武器开发的时间比较早，当时用的就是比较先进，但开发时程需要数年，等系统开发完成，晶片技术早已经跳过好几代了。这已经无法更换晶片，因为一旦动到控制晶片，很多配置就要跟着变更、测试，等于是全部重新开发。因此其开发进程会订下技术冻结点，一旦主结构设计定案就不能再换，否则永远也无法完工，加上完工后验证周期又很长，要更改只能等使用数年或十数年后再进行全面升级，把整套系统全部更新。

由于军用晶片的环境要求极为严苛，要耐高温、低温，还要经得起急剧温度变化，有的要防震抗幅射，军用版CPU工艺标准更高，相较于同时期的民用CPU型号，通常还要再晚几年才能出台。例如F22,它是80年代立项，2003年服役，1995年左右航电设计就得定案，所以只能用上1990年左右开发的CPU。歼-20在1997年开发，2011年首飞，2014年正式定型，所以用的是2010年左右的晶片，比F-22整整早了15年。这就跟很多产品一样，愈晚出台的就愈能用上更先进的配备，也就是所谓的「后发优势」。

F22是1980年代立项，2003年服役，大约在1995年左右航电设计就得定案，所以只能用上1990年左右开发的CPU。当时最先进半导体制程是500nm。（图／美国空军）

此外，由于军用品较民用品有更多的规格要求，它要求几乎不能出错的稳定性，要抗热抗冻抗幅射，甚至在高空中要防太阳风暴与宇宙射线，因此不能使用过于精细的线路，制程愈高、线路愈细，稳定性就愈差，也更易受干扰，加上它不像手机一样有能耗的考量，所以必须使用最稳定的晶片，以及专用的软体。

半导体芯片稳定性民用晶片讲究的低能耗与更多电晶体管，受到电磁影响容易当机，造成的不便有限，但战机CPU如果在飞行时当机，那影响就太大了。所以性能够用就好，不见得要用最先进的制程工艺，最重要的是稳定性，这与一般手机等电子消费品的需求完全不同。目前已知晶片稳定性大约以65nm为分界线，过了65nm，稳定性会快速下滑，这也是其物理性质决定的。

F-35使用的CPU较F-22先进许多代，机舱的控制板面风格就更数位化与影像化。（图／LockheedMartin)

从军事科技的发展来看，传统的机舰飞弹等武器，对晶片制程要求并没有那么高，倒是近年来渐成主流的无人机与人工智慧型武器会有些不同，这类装备需要大量与快速的运算能力，其分析与传送数据的能力与战力相关，因此运算能力显得特别重要，但影响程度如何？极限在哪？目前也只能推测，还需要时间验证。即便如此，这类武器要发展到相当成熟，可能还要很多年，届时晶片制程与运算能力才能在武器应用上出现较明显的差别。