微芯片对军用设备的革命性影响
如今，我们人类的方方面面都离不开小小的微芯片，一部现代智能手机里，就有大大小小数十种芯片之多，而这些种类各异的芯片，对于整个战争的形式也发生了极大的作用，微芯片的使用，使得过去庞大而复杂的火控系统急剧简化，制导武器可靠性大幅提高，生产也更加便捷。如今，商业三轴稳定云台配合消费级数码摄像机，所制造出的低成本巡飞弹的清晰度，都能赶超二十年前昂贵的电视制导导弹的导引头，而如今微小的卫星制导芯片所引导的JDAM炸弹和制导火箭弹，则能让过去“面杀伤”的传统航弹和火箭炮一跃成为高精度武器，而且投资十分低廉。正因为微芯片对于国家经济生产，科技研发和军事科技都有着巨大的影响力，国家也将微芯片的理论，设计，生产，封装视为国家重要的国家战略。
今天，我们就从武器机电控制系统、火控系统、制导兵器来讨论，如今微芯片对于军用武器巨大的影响力。
1、种类繁多的微芯片
不懂行的人，往往只看新闻报道“xnm”的工艺生产的手机芯片的供给问题，也只关注着“Xnm”的光刻机的国产化率。其实，手机CPU芯片和EUV光刻机，虽然货值很高，但是它们只是种类极为繁多的芯片中的一小部分。在军用领域上，通常考虑到可靠性和供电效率，一般不会运用昂贵复杂的高制程芯片，但往往会使用到大量的平时不为人所知的专用芯片。以下简要介绍几种常见的专用微芯片。
1、微机电陀螺仪——廉价紧凑型惯性制导的核心
我们知道，惯性测量系统几乎是现代所有的导航和稳定装置的核心，从坦克的炮口稳定器，观瞄系统稳定器，到各种飞机，无人机，船舰，鱼雷，导弹，甚至包括一些先进的步枪瞄准镜，都使用到了陀螺仪提供惯性测量数据。但是，过去的机械陀螺仪尺寸大，还需要预热，才能够达到规定转速输出稳定的信号，这极大的约束了陀螺仪的装配范围。而如今，大小如同指甲盖的微机电陀螺仪大量生产，极大的降低了低端陀螺仪的成本，而且可靠性很高，完全可以装配在各种无需高精度测量的领域使用，如廉价的无人机控制系统，滑翔炸弹的测量系统和一些小型无人车的测量，都可以运用这种芯片大小的陀螺仪。
根据国防科大的报道：
微机电陀螺是一种仅有纽扣大小的陀螺芯片，无需外界参考信号，就能灵敏感应运动载体的姿态，探测到载体的角速度信息。我们日常使用的手机、可穿戴设备、无人机都离不开它，大量武器系统更是需要高精度的微机电陀螺。
微机电陀螺的外形一般只有几毫米，内部结构特征尺寸则在微米量级，工作时结构的振动偏差不能超过一个原子直径，如此苛刻的要求使我国高性能微机电陀螺研发长期落后于人。自2000年起，智能科学学院某团队开展高性能微机电陀螺芯片的研究，经过潜心技术攻关，该团队研发出系列产品，其中成功研制了一种具有自主知识产权的蜂巢式硅微机电陀螺，在相同的工艺条件下具有良好的容差能力，结构品质因数达到世界最高水平，使陀螺可以兼具高精度与高动态性能。
2、模数转换芯片——模拟信号和数字信号的桥梁
我们知道，麦克风，雷达系统，空气传感器，温度传感器等很多设备，它们通过电磁/电压等设备取得外部的数据，都是连续变化的“模拟信号”，但我们当代的计算机都是处理01这样的二进制数字信号的，那就需要模数转换器来完成这个工作。过去，人们只能用二极管的单向导通能力，制造整流电路，然后用导线串联起来，整个结构很大，而且采样间隔很长，还原出的画质很低，速度慢，不适合快速反应的场合；而如今，高性能的模数转换芯片，能够有效提升采样频率，更好的还原模拟信号的实质，并使用计算机快速计算，对此进行应变。如现代的有源相控阵雷达天线，就是靠着先进的模数转换器，将计算机输出的电控命令，转化为雷达收发单元的工作信号，继而实现合成电子波束的。
模数转换芯片也是中国的薄弱领域之一，国际上ADC/DAC市场份额分别被ADI、TI、MAXIM、MICROCHIP等国外企业独占，其中，ADI市占率约为58%，TI占比约为25%，MAXIM占7%，MICROCHIP占3%，国内仅有军工领域使用国产芯片装配AESA雷达等高端设备，民用模数转换芯片还有待于突破。
3、光电敏感芯片——清晰而廉价的视野
这类芯片我们大部分不陌生，就是我们常见的手机摄像头芯片。从工艺分，光敏感芯片以CCD和COMS为主，COMS更省电，更廉价，在工艺瓶颈突破后占据了绝大部分的消费级市场；CCD清晰度高，但成本昂贵，如今一些高性能光学卫星仍继续使用CCD芯片，以确保拍摄图片的高质量。
如今，大量的低成本光学敏感芯片已经运用在廉价巡飞弹、小型侦查无人机之上；车辆，直升机，察打一体无人机，战斗机综合光电系统则使用中高端级的感光芯片，而太空侦查卫星往往需要用最高品质的光学敏感芯片。
4、工控机芯片
前面我们讲述的芯片通常都是传感器和前端处理的芯片，而要把这些数据统合在一起，并输出为我们可见的数据，或操作武器动作元件移动的控制命令，那自然需要一个大脑——中央处理器（CPU）。不过，这种直接控制设备运动的CPU，更多被人称之为工控机芯片。
工控机芯片功能广泛，在各行各业都有广泛的运用，我们使用的数控机床，电动平衡车，使用现代四余度数字电传飞控的战斗机，特斯拉轿车都使用工控机芯片作为电控系统的核心。相比于台式机和手机CPU，工控机芯片和军用处理器更强调可靠性和可生产性，制程一般不高，但通常进行各种防水，防辐射的加固处理，以应对复杂的战斗环境。
上图所示的8085芯片其实是8080芯片的工控机型号，使用单一5V电压供电，这种英特尔公司推出的芯片很快受到了各国的追捧，连中国，苏联，东德都曾对其仿制，我国二代坦克时期采用的火控系统，就曾使用它作为火控计算机的核心。
对于战斗机和现代的武器来说，随着电子设备增加，工控机也需要变得更加多功能，以应对不断增长的计算需求。如今，现代的战斗机的军用计算机，通常是可编程计算机，如枭龙战斗机，F-35战斗机都采用C语言编写操作系统，CPU自然也要复杂到一定水平。而战舰需要的计算机则更加庞大，为了解决福特级航母和未来的驱逐舰的计算机需求，美国提出了“以商业解决方案”作为战舰中央计算机的手段，就是把IBM为大型企业开发的大型计算机系统，通过三防加固后，作为战舰的中央计算机。
5、卫星导航芯片——卫星制导系统的核心
谈到最热门的低成本制导系统，自然莫过于基于GPS/北斗导航的卫星制导系统。不过，卫星制导系统的“低成本”，实际上是建立在庞大的民用用户端分担了卫星定位系统和卫星接收机的生产成本之上的。在花费了巨资发射了卫星，和建立了地面增强站之后，还需要投入相当多的资金用于开发能够大量投产的卫星接收终端。而在卫星终端里担负着解码卫星信号，计算出实际位置的芯片，就是卫星导航芯片。中国经过不懈的开发，已经取得了量产40nm和28nm北斗导航芯片的能力，并实现了完全的国产化，这使得2020年后，中国北斗制导的火箭弹和JDAM炸弹大量增加。而反观俄罗斯，虽然早在冷战末期就开始建设格洛纳斯导航系统，但由于本国国产格洛纳斯导航芯片能力薄弱，且和中国合作格洛纳斯-北斗双模式芯片的出价太高，最终未能在当下解决格洛纳斯终端大量生产的问题，也自然无法将格洛纳斯系统转化为制导武器的战斗力了。
结语 现代化战争需要强大的微电子产业
随着1991年海湾战争将世界带入信息战争的时代，微电子产业已经成为战争最重要的基石性行业之一，如今的武器系统，大到核潜艇，航空母舰，小到手持无人机和巡飞弹，无一例外都在使用种类繁多的芯片构成的微电子系统。虽然和平年代时的微电子系统供应能力很强，多数常用芯片的价格也不贵，但在大规模战争的背景下，依赖全球供应链的微电子产品很容易陷入断货风险，进而导致高科技武器产量严重下滑。为此，加强我国独立的半导体微电子产业发展，是未来取得国际竞争优势的重要基础，值得我们全力以赴。
