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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(shù)突破，美國高通神經(jīng)形態(tài)芯片入選其中。
今年8月，IBM推出能夠模擬人腦神經(jīng)元、突觸功能及其他腦功能的微芯片，標(biāo)志該技術(shù)取得重大進(jìn)展。
前不久，歐洲一科研機(jī)構(gòu)研發(fā)出全球體積最小的完整雷達(dá)芯片，利用多普勒成像技術(shù)，可檢測到移動物體和它們的速度。
今年6月，國務(wù)院批準(zhǔn)實施《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，對于確保我國信息安全有重要意義。
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設(shè)計制造?集高精尖于一體
今年2月，美國英特爾公司推出了新款“至強(qiáng)”系列微處理器，引起世界信息技術(shù)領(lǐng)域不小的震動。這一成果表明，在芯片發(fā)展的40多年里，性能和復(fù)雜度已提高了1800萬倍，特征尺寸則縮減到一根頭發(fā)絲直徑的三千分之一，其設(shè)計與制造堪稱是一項集高精尖于一體的復(fù)雜系統(tǒng)工程。
設(shè)計一款芯片，科研人員首先要明確需求，確定芯片的“規(guī)范”，定義諸如指令集功能等關(guān)鍵信息，再設(shè)計出芯片電路“版圖”，并將數(shù)以億計的電路按其連接關(guān)系有規(guī)律地翻印到一個硅片上，至此芯片設(shè)計才算完成。
設(shè)計復(fù)雜，制造更難?，F(xiàn)代集成電路芯片是采用硅材料來制造的，硅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”。硅經(jīng)過熔煉得到純凈“單晶硅錠”，再橫向切割拋光做成一個個晶圓，其制造過程就是把一個集成電路的設(shè)計版圖，通過光刻、注入等程序和一道道復(fù)雜工序，最終被賦予各種功能而生產(chǎn)出來。
事實上，芯片的設(shè)計與制造遠(yuǎn)比上面的描述要復(fù)雜多得多，甚至讓人難以想象，正因為如此，世界上目前只有極少數(shù)國家能夠設(shè)計和制造，并作為核心技術(shù)來掌控。
軍事應(yīng)用?武器裝備信息化基石
芯片自誕生以來，便成為信息產(chǎn)業(yè)的核心。尤其在世界軍事領(lǐng)域，芯片作為核心元器件，已成為高技術(shù)武器裝備信息系統(tǒng)的重要基石。
早在20世紀(jì)50年代末，美國投入大量人力財力研發(fā)半導(dǎo)體集成電路，其初衷就是為了實現(xiàn)軍用電子裝置的小型化，以提高武器裝備作戰(zhàn)性能。1972年11月，世界第一款微處理器在美國誕生后，也首先在軍事領(lǐng)域獲得應(yīng)用。實際上，芯片技術(shù)的迅猛發(fā)展是得益于軍事需求的強(qiáng)力牽引，它可以有效提升傳統(tǒng)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(jù)悉，美軍F-22戰(zhàn)機(jī)的有源相控陣?yán)走_(dá)裝有2000個高功率收發(fā)芯片模塊，使戰(zhàn)機(jī)看得更遠(yuǎn)、打得更準(zhǔn)，作戰(zhàn)能力成倍提升。美軍的阿姆拉姆空空導(dǎo)彈，依靠組合制導(dǎo)芯片可以實現(xiàn)發(fā)射后不用管和多目標(biāo)攻擊。在網(wǎng)絡(luò)電磁空間、無人作戰(zhàn)平臺等各作戰(zhàn)領(lǐng)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，也影響和制約著信息化武器裝備的發(fā)展。比如，芯片體積制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，芯片的功耗限制武器野外工作時間，芯片的精度則影響武器的定位與打擊精度等?？梢钥闯?，芯片不僅決定武器裝備性能，更會影響戰(zhàn)爭的勝負(fù)。未來戰(zhàn)爭與其說是鋼鐵之戰(zhàn)，不如說是芯片之戰(zhàn)。
未來發(fā)展?方興未艾競爭激烈
芯片對于一個國家和軍隊的信息化建設(shè)的重要性毋庸置疑，這使得芯片的研發(fā)一直處于激烈競爭中，所以軍事強(qiáng)國不惜投入重金研發(fā)與應(yīng)用，以搶占信息技術(shù)的制高點。
縱觀芯片的發(fā)展，基本遵循著摩爾定律的發(fā)展速度，即芯片上可容納的晶體管數(shù)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(xù)遵循這一規(guī)律發(fā)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(jìn)一步下降，而蓬勃發(fā)展的微機(jī)電集成系統(tǒng)等高新技術(shù)，將會主導(dǎo)其未來的發(fā)展方向。
減小特征尺寸技術(shù)有望將集成電路帶入“自組裝”的納米電路時代，微機(jī)電集成系統(tǒng)的功能將會越來越廣，而芯片上系統(tǒng)技術(shù)的集成度會越來越高，這些新技術(shù)對芯片的未來發(fā)展將產(chǎn)生不可估量的影響，也必將進(jìn)一步促進(jìn)武器裝備信息系統(tǒng)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(fā)展。我們應(yīng)瞄準(zhǔn)前沿，進(jìn)一步增強(qiáng)信息領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，努力把事關(guān)國家安全利益的核心技術(shù)掌握在自己手中，實現(xiàn)信息系統(tǒng)的自主可控、安全可靠。
（《解放軍報》2014年10月16日 07版）
