芯片落后30年,俄罗斯却能研发尖端科技,他为何不怕“卡脖子”?

2022年10月07日17:21:27 军事 1946

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1965年,一名苏联科学家提着公文包,气宇轩昂地走进了一名官员的办公室,公文包里装着的,是当时最先进的电子技术材料,可就在10分钟后,他却垂头丧气的走了出来,不难看出,他的想法被苏联高层拒绝了。

事实上,正是这次拒绝,使得苏联在电子领域,被西方国家彻底拉开了差距,不仅如此,继承者俄罗斯也因为苏联的原因,落了个举步维艰的境地。

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但令外界疑惑的是,随着近年来S-500,苏57等高级设备的面世,俄罗斯似乎在完全背弃主流科技的情况下,摸索出了一套独属于自己的方法。

今天就和大家聊聊苏联当时放弃的究竟是何种技术?而俄罗斯钻研的科技又是什么呢?

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自从第二次世界大战结束后,各国都意识到,先进的武器系统不仅能极大降低己方的伤亡,相比于传统的机械化设备,其杀伤力更是有几何倍数的增强。也正因如此,从1946年开始,两个阵营的老大,苏联和美国一同开启了对于新技术的研发。

值得注意的是,彼时的两国科学家虽然起点不同,但他们最终都将目光,聚焦在了半导体领域。那么,他们为何会“英雄所见略同”呢?

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原来,随着时代发展,彼时的西方各国,逐渐不满足于传统机械带给他们的进步,从科学领域角度来说,人类需要的计算量越来越大,所以科学家需要一种能够辅助他们处理数据的机器;而从军事层面来说,经历过第一次世界大战的西方各国,也不满足于传统堑壕战,耗死对方的作战方式了,因此,新式武器的功能必须要包括强大的计算能力。

就这样,科学家们突然间发现,一种叫“电子管”的材料,其能在电力的驱动下,达到传统机械好几百倍的计算能力,也正因如此,在1936年,世界上诞生了第一台电子计算机,而这也为日后,电子芯片作为武器的零件埋下了伏笔。

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事实上,早在第一台电子计算机面世之前,苏联就凭借其强悍的动员能力,制造出了叫“水流积分器”的设备,简单来说,该设备是依靠精确的记录水位,以达到计算微积分的目的。

从某种角度上来说,虽然与西方传统的,依靠杠杆和齿轮驱动的计算机不同,但苏联产品的计算能力,却丝毫不落后对方,从中也能看出,彼时的苏联科技究竟有着怎样的前瞻性。

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不过,随着第二次世界大战爆发,全球科技的汇聚点,欧洲打成了一锅粥,所以对于电子计算机的探索也停滞了,直到1946年,工业没有受到打击的美国,才在网罗了一些德国科学家之后,率先研制出了可以通用的电子计算机。

而作为美国的主要对手,苏联自然不甘落后,所以他们也在强悍的动员能力下,仅用了4年,也造出了代号为MESM的通用计算机。根据当时的数据,MESM每分钟可以进行3000次左右的运算,而这已经可以说是当时最前沿的水平了。

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可随着时间推移,美苏两国都逐渐意识到了计算机无法忽视的大问题,虽说计算速度超快,但计算机的体积实在是太大了,MESM的重量甚至达到了25吨左右,而美国的计算机更是足有32吨,不仅如此,其耗电量也十分恐怖,当时住在实验室附近的美国人曾表示,每当计算机运行时,他们家中的电灯都会瞬间变暗。

面对这样的问题,美苏两国的处理方式可谓是截然不同,事实上,这也是日后苏联在电子领域大幅落后的原因之一。

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原来,由于技术限制,彼时两国都使用电子管,作为计算机的“芯片”,然而,电子管的一大弊病就是发热量大,这就使得在运行时,计算机时时刻刻都冒着烧毁的风险,根据资料显示,美国当时的计算机,工作2小时,就有一半时间需要修理,而苏联的也差不多;另一方面,电子管的算力上限比较低,这就使得要想使其提高效率,就要进行成倍的数量堆叠。

也正因如此,美国在遇到瓶颈后,研发出了我们如今常见的“晶体管”半导体元件,而苏联因为体制比较独特,停止一个项目太困难,所以他们还是将重心,放在了电子管上,当然,在当时的苏联看来,反正都是计算,结果才是最重要的,所以他们在对降低电子管发热的前提下,也专门对其小型化展开了研究。

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从某种方面来说,苏联从1948到1961年的13年间,逐渐意识到了电子管的弊病,事实上,他们也曾准备“悬崖勒马”,不过,1962年爆发的古巴导弹危机,让他们彻底断绝了研发晶体管的思路。

众所周知,此次危机可以说让美苏两国,将核武器的问题摆在了台面上,在当时的情况下,两国民众甚至都做好了,对方原子弹随时落到自己头上的准备,与此同时,苏联内部还流传出这样一种说法,相比于晶体管设备,电子管抗击核辐射的能力更强,这就能使苏联得以在遭受打击的情况下,仍能保持战斗力。

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其实从科技角度来看,这种说法的确有一定的道理,当然,对于电子设备的看法,也是当时两国的体制所决定的,对于苏联来说,电子计算机主要目的就是军用,所以能耗大点,不方便一些都可以接受;而美国则对“挣钱”更感兴趣,所以他们研发晶体管的初衷,主要是为了民用化,以求得利益最大化。

1965年,那名科学家拿着晶体管半导体材料,准备说服苏联官员推广,却被对方以不适合军用为由拒绝了。就这样,在电子计算机领域,苏联一直走在电子管小型化的道路上,直到1985年,苏联科学家发现,若想进一步缩小电子管的体积,所付出的成本已经是天文数字了,这才被迫承认晶体管的重要性。

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然而,此时的美国已经对当初的晶体管进行了革新,将其变成了集成电路,也就是我们今天见到的芯片,也正因如此,苏联在1965年的那次拒绝晶体管,也让他们在电子领域,落后了世界主流技术20年,而在后来,虽然苏联想要“重整雄风”,但因为外部困难重重,内部又官僚盛行,所以也在解体后,将在电子领域一蹶不振的“烂摊子”,留给了俄罗斯。

苏联解体后,俄罗斯本可以着重发展经济,并通过苏联强大的工业基础厚积薄发,将半导体科技“捡起来”,但遗憾的是,由于叶利钦轻信了美国专家的话,搞出了休克疗法,所以在将近10年的时间里,俄罗斯别说搞半导体了,连吃饭都成问题,也正因如此,在普京接手后,他们也失去了重回半导体产业的资格。

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让我们回到一开始的问题,不难看出,随着时代发展,俄罗斯在半导体领域的落后,早已超过了20年,而在这样的情况下,他们又是如何造出五代机苏57、数一数二的防空系统S-500这类,可以和主流先进设备打的有来有回的武器呢?

原来,这是俄罗斯科学家“另辟蹊径”的功劳,就拿S-500与美国萨德中的相控阵雷达来说吧,目前世界的主流技术,是采用“快速傅里叶变换”,也叫FFT的计算方法,简单来说,该方法能够将大量数据经过处理,做到迅速输出。

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然而,俄罗斯因为半导体芯片水平不足,所以无法通过像美国一样,利用芯片做出FFT运算,不过,他们使用了一种中频电路,加上模拟滤波器构建出了“芯片”,虽然这样的排列方式,赋予了S-500“黑粗硬”的外观,但在实际作用上以及信息处理效率上,却不落后于宙斯盾。

而且有资料表明,根据S-500的排列技术,他们若是将关键部件替换为主流半导体芯片,其体积甚至能缩小到美国萨德的三分之一,这也正是近年来,西方国家总希望用芯片卡俄罗斯的脖子,却总也卡不住的原因。

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不得不说,面对西方的制裁,俄罗斯让自己“没脖子”的处理方式,显然是十分明智的,而从这个角度来说,俄罗斯武器的“别开生面”,也算是一种没有办法的办法吧。

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