华为被芯片逼到绝境，航天器芯片百万一颗能造，为何搞不定手机的

芯片是这几年在手机圈里被提得最多的一个词语。自从华为被列入实体名单、被断供芯片以后。这个突然火起来的词语也成了最让华为难受的词语，它甚至把华为逼上了绝路！

很多人都持有怀疑的态度，现在我们的科技已经发展到这种地步了，难道造一个小小的芯片，真的这么难吗？我们的卫星、我们的月球车等等宇航器上面的CPU不都是我们自己设计的吗？为什么放在这么重要的设备上的芯片我们都能造得出来，而放在手机上的小芯片我们却搞不定呢？首先我们就要从芯片的可靠性级别来说起了。芯片的可靠性分为4个级别，分别是宇航级、军工级、工业级和消费级。而前面我们说的卫星和月球车上用的芯片就属于宇航级和军工级，这两种芯片由于牵扯到很多安全性的问题和机密的问题，因此我们的国家早就实现了独立研发，独立制造，而这每一颗芯片的制造成本都要达到上百万甚至更高，那为什么这样的芯片我们都能造出来，而华为怎么就让几百块、上千块的手机芯片给卡住了脖子呢？

其实有一点大家可能还不是很了解，芯片的可靠性等级越高并不代表芯片性能越强。我们平常使用的手机都是要求性能的，我们可以接受它偶尔死机，遇到这种问题我们重启一下手机就解决了，即使上万块的旗舰手机在使用的时候也会出现偶尔的卡顿或者偶尔的小问题，但是如果芯片装在卫星或者其他的太空设备中，每一个小故障都可能会牵扯出很大的问题。同时，在太空这种特殊的环境中含有很多未知的空间辐射，因此芯片的性能并不是首要因素，而可靠性才是重中之重，一颗芯片的性能即使再强，工艺设计即使再好，到了太空就坏了，就不能用了，那这么强的性能又有什么用？1971年到1986年，那时候芯片水平还不够成熟，不管是哪个国家制造出来的卫星芯片，即使是最好的，也很难承受住太空中高能粒子和宇宙射线，在那一段时间里，全球的卫星由于空间辐射引起的故障，达到了1129次，而卫星发生故障的总次数也达到了1589次，牵扯到了近40颗卫星。

由于之前技术的不成熟和对宇宙的了解不够深，我们并不能制造出能够成功屏蔽高能粒子、宇宙射线的屏蔽层，而这些粒子射线在穿过设备以后，就和芯片里面的元器件发生各种化学的效应，带来短路或者其他的功能性故障，而我们放在宇宙中的航天器，不管是宇宙飞船、卫星还是其他的设备，一旦芯片受到伤害，那就等于心脏骤停，带来的直接问题就是整个航天器会直接报废，从而带来不可估量的损失。我们现在的手机运行内存动辄就是8GGB、16GB、32GB，而像玉兔号月球车，它上面的芯片只有仅仅的256MB，如果把这种内存放在手机上，会是什么结果大家可想而知，而手机上用的这种芯片，哪怕它运行内存再高，只要放在太空中，分分秒秒就会成为废品。

我们上学的时候在地理课上学过，地球自转一圈是24小时，也就是我们的一天，而近地轨道上的卫星绕地球一圈，却仅仅100分钟就足够了，也就是说在这短短的100分钟里，我们的航天器、我们的卫星会直接受到太阳的照射，而不像在地球上一样，经过大气层的散热和隔热，因此航天器的受光面和背光面温差是相当大的，也就意味着航天器在短时间内必须反复的经历大温差的工作环境，这个温差可不是我们经历的冬天和夏天，而是上百度甚至几百度的温差。我们都知道，上万元的苹果手机温度低了或者高了都会出现降频甚至关机不能用的情况，而这种情况如果发生在太空中，那后果是不堪设想的！

虽然我们的手机芯片每年都在不停地提高性能功耗，但是其实真正影响到芯片价格的因素主要是稳定性，而我们手机上使用的消费级芯片跟宇航级、军工级是没有办法比的。宇航级和军工级这样的芯片，它们性能要求并不是很高，只要够用、能用也就行了，它们最重要的是在太空这种恶劣的特殊环境中抗干扰、抗温差的能力，对恶劣环境的适应性才是最重要的。

工艺难度不高这也是为什么我们在航天器上用的这种百万元级的芯片可以自己来造的原因。它并不需要像手机芯片那样达到7纳米、5纳米甚至以后的3纳米，它们需要的是48纳米甚至以上的这种技术比较成熟的芯片工艺，而且这些芯片它们应用的设备数量和领域也都是非常有限的。我们知道在生产产品的时候，出货量越大，压缩的成本越低。而这样航天级、军工级的卫星芯片，每年使用的数量甚至用一双手就可以数得过来，研发周期也比较长，因此它们在追求极致稳定性上可以不计成本，而商业消费级芯片一般都是由企业自负盈亏，他们还要考虑利润的问题，还要考虑企业活下去的问题。

之前也有朋友问过我，现在美国封锁华为的芯片，那为什么不去封锁我们卫星、我们的宇宙飞船这样更重要的领域的芯片呢？那样给我们的压力不会更大吗？相信大家看了上面的内容，分清了商业级和宇宙级、军工级的概念，以及知道我们国家已经能够自主研发、制造这种芯片了，这个问题也就解决了！但是问题又来了，我们国家之前科技力量并不是很强大的时候，我们的宇航级、军工级芯片是从哪里来的呢？其实那个时候我们同样也是依赖于欧美国家的进口，但是之后这些欧美国家就对这种芯片实施了禁运。那么我们如果还要继续研发卫星之类的航空器就只有两条路走，一条路就是自我研发，第2条路就是引进国外的开源代码，然后再进行二次设计，这第2条路存在一个很大的问题，由于是引进人家国外的开源代码，因此在性能上就会被原始设计局限住，也就是说我们的自己制造出来的芯片到底能是水平，在研发制造之前就已经被限制住了。

因此我们决定走第1条自主研发的这条道路。比较庆幸的是，我们的这条路走的是比较的顺利的！最具代表性的就是我们的龙芯。自主研发这条路，不仅仅可以在性能上自己说了算，而且在成本上也是比进口的低很多，就比如嫦娥4号使用的那颗芯片，它是从美国进口的ATMELAT697，一张芯片要达到上百万元，而2017年我们自主研发的龙芯1E300，它在技术指标上已经达到、甚至有些地方已经超过了这颗美国的宇航级芯片水平，而它的成本仅仅是几万元。2015年我们发射的北斗双星就是搭载的纯国产的1E和1F两颗芯片，性能指标跟国外的相比只高不低。

到目前为止，我们国产宇航级和军工级芯片已经实现了独立研发、独立制造的能力，我们也不惧怕国外对我们进行封锁。但是，这并不代表着我们的芯片技术就是无敌了，在一些方面我们依然有很多的不足，比如说成本上或者在研发技术上，例如林宝军总师曾公开表示过北斗卫星上有一颗我们自主研发制造的CPU，研发制造成本达到了900万一颗，而这种水准的CPU用国外的Space X做出来只需要区区几百元，这个巨大的成本差是相当的恐怖。

我们的华为虽然到目前为止让芯片卡得很难受，但是相信，经过我们科研人员们的共同努力，一定能够很快地找出解决方案，在芯片的工艺制造上完成突破，未来我们的宇航级级、军工级、商业级等各级芯片一定会实现并驾齐驱，那样我们就不会再被外国人所限制了。相信那一天一定会很快到来。

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