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軍事專家談智能芯片:奪取信息優勢的金鑰匙
雙擊自動滾屏 發布者:admin 發布時間:2014-10-18 閱讀:1774

陳書明,國防科技大學博士生導師,微電子與固體電子學學科帶頭人,國家相關領域專家,長期從事微電子與數字信號處理器技術等研究,獲國家科技進步獎一等獎1項、二等獎3項,國家發明專利30餘項。
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  日前,國外著名科技期刊評選出2014年全球10大技術突破,美國高通神經形態芯片入選其中。
  今年8月,IBM推出能夠模擬人腦神經元、突觸功能及其他腦功能的微芯片,標誌該技術取得重大進展。
  前不久,歐洲一科研機構研發出全球體積最小的完整雷達芯片,利用多普勒成像技術,可檢測到移動物體和它們的速度。
  今年6月,國務院批準實施《國家集成電路產業發展推進綱要》,對於確保我國信息安全有重要意義。
  設計製造集高精尖於一體
  今年2月,美國英特爾公司推出了新款至強係列微處理器,引起世界信息技術領域不小的震動。這一成果表明,在芯片發展的40多年裏,性能和複雜度已提高了1800萬倍,特征尺寸則縮減到一根頭發絲直徑的三千分之一,其設計與製造堪稱是一項集高精尖於一體的複雜係統工程。
  設計一款芯片,科研人員首先要明確需求,確定芯片的規範,定義諸如指令集功能等關鍵信息,再設計出芯片電路版圖,並將數以億計的電路按其連接關係有規律地翻印到一個矽片上,至此芯片設計才算完成。
  設計複雜,製造更難。現代集成電路芯片是采用矽材料來製造的,矽材料主要成分就是地球上遍地皆是的沙子,因此芯片也被稱為沙中世界。矽經過熔煉得到純淨單晶矽錠,再橫向切割拋光做成一個個晶圓,其製造過程就是把一個集成電路的設計版圖,通過光刻、注入等程序和一道道複雜工序,最終被賦予各種功能而生產出來。
  事實上,芯片的設計與製造遠比上麵的描述要複雜多得多,甚至讓人難以想象,正因為如此,世界上目前隻有極少數國家能夠設計和製造,並作為核心技術來掌控。
  軍事應用武器裝備信息化基石
  芯片自誕生以來,便成為信息產業的核心。尤其在世界軍事領域,芯片作為核心元器件,已成為高技術武器裝備信息係統的重要基石。
  早在20世紀50年代末,美國投入大量人力財力研發半導體集成電路,其初衷就是為了實現軍用電子裝置的小型化,以提高武器裝備作戰性能。197211月,世界第一款微處理器在美國誕生後,也首先在軍事領域獲得應用。實際上,芯片技術的迅猛發展是得益於軍事需求的強力牽引,它可以有效提升傳統武器裝備的信息化水平,甚至可以將其改造成為智能武器。據悉,美軍F-22戰機的有源相控陣雷達裝有2000個高功率收發芯片模塊,使戰機看得更遠、打得更準,作戰能力成倍提升。美軍的阿姆拉姆空空導彈,依靠組合製導芯片可以實現發射後不用管和多目標攻擊。在網絡電磁空間、無人作戰平台等各作戰領域,都須臾離不開芯片。
  所以說,芯片的性能在很大程度上決定信息化武器裝備的性能,也影響和製約著信息化武器裝備的發展。比如,芯片體積製約著小型化武器的尺寸,芯片的處理能力決定智能武器實時運行性能,芯片的輸出功率影響武器的探測與通信距離,芯片的功耗限製武器野外工作時間,芯片的精度則影響武器的定位與打擊精度等。可以看出,芯片不僅決定武器裝備性能,更會影響戰爭的勝負。未來戰爭與其說是鋼鐵之戰,不如說是芯片之戰。
  未來發展方興未艾競爭激烈
  芯片對於一個國家和軍隊的信息化建設的重要性毋庸置疑,這使得芯片的研發一直處於激烈競爭中,所以軍事強國不惜投入重金研發與應用,以搶占信息技術的製高點。
  縱觀芯片的發展,基本遵循著摩爾定律的發展速度,即芯片上可容納的晶體管數量每隔18個月就會翻一番。由此推算,到2020年時,每個晶體管的尺寸將接近一個原子。人們雖不確定未來是否還將繼續遵循這一規律發展,但可以肯定的是,芯片性能將不斷提升,功耗和體積則會進一步下降,而蓬勃發展的微機電集成係統等高新技術,將會主導其未來的發展方向。
  減小特征尺寸技術有望將集成電路帶入自組裝的納米電路時代,微機電集成係統的功能將會越來越廣,而芯片上係統技術的集成度會越來越高,這些新技術對芯片的未來發展將產生不可估量的影響,也必將進一步促進武器裝備信息係統的小型化、智能化,使得武器裝備向著高性能、高精度、高功率、高可靠和低能耗方向迅猛發展。og真人遊戲應瞄準前沿,進一步增強信息領域的自主創新能力,努力把事關國家安全利益的核心技術掌握在自己手中,實現信息係統的自主可控、安全可靠。
  探秘芯世界,開啟智慧大腦
  芯片又叫集成電路,它是通過微細加工技術,把半導體器件製造在矽晶圓表麵上獲得的一種電子產品。這一專業術語有點拗口,實際上,它是將多達幾億個微小的晶體管連在一起,以類似用底片洗照片的方式翻印到矽片上的集成電路。晶體管極其微小,小到一根頭發絲直徑裏能放下1000個,而製造出來的芯片隻有指甲蓋大小。
  芯片雖小,能耐卻大得驚人,具有信息采集、傳輸、處理和存儲功能,是現代電子設備中最核心的部分,在信息化世界裏無處不在。在日常生活中那些帶的產品,幾乎都嵌有芯片,隻是它們藏身幕後,並不顯山露水,但其作用非凡。在軍事領域,它更是能讓武器裝備如虎添翼,有了采集芯片,武器裝備就如同有了千裏眼”“順風耳;有了信息處理芯片,武器裝備就能具有像人一樣的智慧大腦;有了通信芯片,就能將各種裝備與作戰單元連接起來實現聯合作戰;而存儲芯片,則能保存各種戰場數據,實現作戰效能和毀傷評估。

 
 


     

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