軍用芯片很大程度影響信息化裝備的作戰(zhàn)效能，已成為我軍信息化作戰(zhàn)能力發(fā)展瓶頸，將得到優(yōu)先和快速發(fā)展。

當(dāng)前我軍的信息化建設(shè)以技術(shù)革命為主導(dǎo)，重點(diǎn)發(fā)展信息化武器裝備，核心在于裝備的電子化和計(jì)算機(jī)化。軍工芯片作為電子化的硬件基礎(chǔ)，被喻為信息化裝備的“神經(jīng)中樞”，很大程度上決定信息化武器裝備的作戰(zhàn)效能。

軍工芯片的含義和現(xiàn)狀

軍工芯片的定義

芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱，是集成電路（IC, integrated circuit）的載體，由晶圓分割而成。而集成電路，是集合多種電子元器件實(shí)現(xiàn)某種特定功能的電路模塊，承擔(dān)著運(yùn)算和存儲(chǔ)等多種功能。集成電路應(yīng)用涵蓋了軍工、民用的幾乎所有的電子設(shè)備。

軍用芯片是應(yīng)用在軍事領(lǐng)域的專業(yè)集成電路，廣泛應(yīng)用在軍用計(jì)算機(jī)、導(dǎo)航、航空、航天、雷達(dá)、導(dǎo)彈等多個(gè)領(lǐng)域。

軍工芯片現(xiàn)狀：國(guó)產(chǎn)化率不足

模塊層級(jí)基本具備集成能力，瓶頸在元器件層級(jí)的高端軍用芯片。

我國(guó)半導(dǎo)體芯片近 5 年來(lái)每年進(jìn)口高達(dá) 2000 億美元，我國(guó)每年進(jìn)口半導(dǎo)體芯片金額很大，自 2013年起，每年用于進(jìn)口芯片的外匯高達(dá) 2000 多億美元。2017 年我國(guó)進(jìn)口集成電路 3770 億塊，同比增長(zhǎng) 10.1%；進(jìn)口金額 2601 億美元，同比增長(zhǎng) 14.6%。

我國(guó)軍用芯片的研究整體起步較晚、由于缺乏高端人才，在核心元器件設(shè)計(jì)、制造設(shè)備、制造工藝水平等方面較落后，在高端元器件領(lǐng)域大多仍依賴進(jìn)口。

逆向+自主雙管齊下，軍工芯片逐款逐系列替代

進(jìn)口芯片可得性不斷降低，模塊供應(yīng)商切入元器件核心領(lǐng)域。軍用模塊供應(yīng)商過(guò)去通常通過(guò)采購(gòu)國(guó)外商用芯片或已淘汰軍用芯片的方式獲得核心元器件，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和集成，設(shè)計(jì)完成實(shí)現(xiàn)特定功能的子模塊。由于國(guó)外芯片的可得性不斷降低以及軍方整機(jī)廠對(duì)于核心元器件國(guó)產(chǎn)化率要求的不斷提高，已有一些模塊供應(yīng)商切入元器件核心領(lǐng)域，投入到核心芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)。

逆向+自主雙管齊下，軍工芯片逐款逐系列替代。過(guò)去較長(zhǎng)的一段時(shí)間里，我國(guó)軍用芯片的研制，往往只能在參照國(guó)外產(chǎn)品功能及接口的基礎(chǔ)上，采取逆向設(shè)計(jì)的方法實(shí)現(xiàn)功能仿制，產(chǎn)品的各種性能參數(shù)等技術(shù)指標(biāo)基本不可能完全一致。對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)選用了進(jìn)口器件，因停產(chǎn)禁運(yùn)等原因需用國(guó)產(chǎn)器件替代的，往往由于存在差異或未有使用經(jīng)歷，導(dǎo)致很多國(guó)產(chǎn)軍用芯片替代較為困難?！峨娮釉骷?guó)產(chǎn)化替代工作探討》一文曾就電子元器件國(guó)產(chǎn)化替代采納情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，僅有 35%可采納國(guó)產(chǎn)替代，其余的國(guó)產(chǎn)件由于封裝體積差異、關(guān)鍵性能指標(biāo)差異、沒(méi)有使用經(jīng)歷、質(zhì)量可靠性達(dá)不到等原因未能替代使用。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)在一些重點(diǎn)領(lǐng)域取得一些突破，如軍用 CPU、自主可控 DSP、軍用 GPU 等。

軍工芯片產(chǎn)業(yè)鏈：設(shè)計(jì)為主導(dǎo)，先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯

軍工芯片產(chǎn)業(yè)鏈三環(huán)節(jié)垂直分工，IC設(shè)計(jì)為主導(dǎo)

芯片作為一項(xiàng)相對(duì)來(lái)說(shuō)軍民通用的電子器件，產(chǎn)業(yè)鏈在軍用和民用領(lǐng)域沒(méi)有顯著的差異。軍工芯片產(chǎn)業(yè)鏈也分為芯片設(shè)計(jì)、芯片制造和封裝測(cè)試三個(gè)環(huán)節(jié)，上游的設(shè)計(jì)公司按照客戶要求設(shè)計(jì)出電路和版圖，然后由中游的加工制造廠將其建造在硅片上，硅片再送往下游的后工序廠進(jìn)行封裝測(cè)試，最后制成客戶所需要的產(chǎn)品。

市場(chǎng)化程度低，先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯

軍工電子產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為整機(jī)廠、分系統(tǒng)商、核心模塊和元器件供應(yīng)商，相互之間的業(yè)務(wù)層級(jí)明確，從上而下依次傳遞產(chǎn)品需求，從下至上依次交付合格產(chǎn)品。軍工電子產(chǎn)品，尤其是應(yīng)用于現(xiàn)代化武器作戰(zhàn)平臺(tái)上的核心電子組件和小型系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品，一般為定制化產(chǎn)品，客戶明確且高度集中。整個(gè)軍工電子產(chǎn)業(yè)鏈中，各大軍工集團(tuán)及下屬單位過(guò)去通常采用“元器件-模塊-子系統(tǒng)-整機(jī)”全包式的研制生產(chǎn)體系。隨著軍民兩用的深入，一些民營(yíng)企業(yè)逐漸參與到軍工元器件和模塊的研發(fā)和生產(chǎn)，為軍工集團(tuán)和下屬單位進(jìn)行配套生產(chǎn)。

長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)力：信息化是我軍軍隊(duì)裝備建設(shè)的重點(diǎn)

信息化建設(shè)是軍隊(duì)建設(shè)大勢(shì)所趨

在人類戰(zhàn)爭(zhēng)的形態(tài)不斷演進(jìn)。信息技術(shù)使得多軍種聯(lián)合一體化作戰(zhàn)、武器裝備的精確性和攻防能力倍增、內(nèi)部信息互聯(lián)互通更加快速，對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)逐漸從機(jī)械化向信息化轉(zhuǎn)變，作戰(zhàn)雙方從爭(zhēng)奪制空權(quán)和制海權(quán)到爭(zhēng)奪“制信息權(quán)”，信息化進(jìn)程從單項(xiàng)武器裝備信息化向一體化作戰(zhàn)系統(tǒng)信息化滲透。戰(zhàn)爭(zhēng)逐漸表現(xiàn)出多維度一體化特征，武器裝備的信息化程度以及信息化指揮系統(tǒng)能否發(fā)揮部隊(duì)間的協(xié)同效應(yīng)將成為能否打勝仗的關(guān)鍵。

信息化建設(shè)是我軍軍隊(duì)建設(shè)的重中之重

發(fā)布新版國(guó)防軍事發(fā)展戰(zhàn)略，將信息化軍隊(duì)建設(shè)作為軍事力量建設(shè)的重中之重。中國(guó)政府 2015 年5 月 26 日發(fā)表《中國(guó)的軍事戰(zhàn)略》白皮書(shū)，強(qiáng)調(diào)貫徹新形勢(shì)下積極防御軍事戰(zhàn)略方針，加快推進(jìn)國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化。在武器裝備建設(shè)層面，把軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備的基點(diǎn)放在打贏信息化局部戰(zhàn)爭(zhēng)上，把制信息權(quán)放在奪取戰(zhàn)場(chǎng)綜合控制權(quán)的核心地位，著眼破敵作戰(zhàn)體系進(jìn)行精確打擊，并強(qiáng)調(diào)運(yùn)用諸軍兵種一體化作戰(zhàn)力量，實(shí)施信息主導(dǎo)、精打要害、聯(lián)合制勝的體系作戰(zhàn)。

長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)力：信息化建設(shè)初期，軍工芯片率先突圍

信息化建設(shè)初期，以技術(shù)革命為主導(dǎo)、電子化為先鋒

我國(guó)的軍隊(duì)信息化程度較低，正處于從機(jī)械化向信息化邁進(jìn)的階段，與美國(guó)等西方國(guó)家相比差距較大。按照國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)“三步走”戰(zhàn)略構(gòu)想，我軍正在加緊完成機(jī)械化和信息化建設(shè)的雙重歷史任務(wù)，力爭(zhēng)到 2020 年基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，信息化建設(shè)取得重大進(jìn)展，2050 年基本實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)。

電子化為核心，軍工芯片率先突圍

我國(guó)現(xiàn)階段信息化建設(shè)，以平臺(tái)和武器裝備的計(jì)算機(jī)化為核心，軍工芯片至關(guān)重要。正如前文所述，在軍隊(duì)信息化發(fā)展的初級(jí)階段，以計(jì)算機(jī)控制的探測(cè)器材、單個(gè)作戰(zhàn)平臺(tái)和武器裝備的計(jì)算機(jī)化為主要目標(biāo)，而計(jì)算機(jī)化、信息化的硬件基礎(chǔ)和核心器件為軍工芯片。

芯片是信息化設(shè)備的核心元器件，被喻為信息化裝備的“神經(jīng)中樞”，軍工芯片的性能和質(zhì)量對(duì)于信息化裝備的作戰(zhàn)能力起著十分關(guān)鍵的作用。

基于現(xiàn)狀：核心元器件國(guó)產(chǎn)化刻不容緩

國(guó)產(chǎn)化需求是現(xiàn)階段主要驅(qū)動(dòng)力，軍工芯片正逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。由于軍工芯片的核心戰(zhàn)略地位和國(guó)防安全的考慮，采用自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)芯片已成各國(guó)共識(shí)。受限于半導(dǎo)體技術(shù)和工藝，我國(guó)軍工芯片自給率較低，加之國(guó)外芯片封鎖和在役在研芯片停產(chǎn)斷檔，軍工芯片國(guó)產(chǎn)化刻不容緩。

國(guó)防安全需要+國(guó)外封鎖，核心元器件國(guó)產(chǎn)化刻不容緩

保障國(guó)防安全，軍工芯片自主可控志在必得

從軟件到硬件，保障信息安全逐漸切入到核心-芯片國(guó)產(chǎn)化。近年來(lái)，國(guó)家對(duì)于信息安全問(wèn)題重視程度空前，軟件層面“去 ioe”的浪潮此起彼伏。同時(shí)，隨著各種信息源互聯(lián)滲透和融合，我國(guó)以往采取的限制、隔離等簡(jiǎn)單安全策略已經(jīng)難以保障信息安全，硬件層面的芯片國(guó)產(chǎn)化等治本性措施將成為主流。芯片作為信息技術(shù)的硬件基礎(chǔ)，保障芯片的自主可控是我國(guó)信息安全的必經(jīng)之路。芯片的國(guó)產(chǎn)化將徹底扼住美國(guó)挖掘我國(guó)情報(bào)的最重要渠道，無(wú)論從國(guó)家信息安全還是市場(chǎng)空間角度，集成電路的國(guó)產(chǎn)化都將是國(guó)家重點(diǎn)投入推廣的方向。檢驗(yàn)是否自主可控，有一條基本的標(biāo)準(zhǔn)——信息安全不受制于人，產(chǎn)業(yè)發(fā)展不受制于人。這就必須做到知識(shí)產(chǎn)權(quán)自主可控、能力水平自主可控、發(fā)展自主可控、供應(yīng)鏈自主可控、具備“國(guó)產(chǎn)”資質(zhì)、利潤(rùn)不受制于人。

國(guó)外封鎖，軍工芯片國(guó)產(chǎn)問(wèn)題迫切

美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)先，全球前 20 大半導(dǎo)體公司中，美國(guó) 8 家，日本 3 家，韓國(guó) 2 家。以美國(guó)為首的西方國(guó)家，一直對(duì)我國(guó)實(shí)行嚴(yán)格的軍用級(jí)芯片材料禁運(yùn)措施。2015 年 4 月 9 日，美國(guó)商務(wù)部決定對(duì)以中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河”為業(yè)務(wù)主機(jī)的三家超級(jí)計(jì)算中心和“天河”的研制者國(guó)防科大采取限售措施，限售的產(chǎn)品則直指已在“天河二號(hào)”上裝配近 10 萬(wàn)的英特爾“至強(qiáng)”CPU。

從上世紀(jì) 90 年代末至今，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了一系列法案，禁止對(duì)華出口航天技術(shù)以及用于航天等軍事用途的元器件，美國(guó)商務(wù)部列出了控制對(duì)華出口清單，同時(shí)，通過(guò)施加壓力等多種手段，干預(yù)其它國(guó)家對(duì)華軍事及配套出口。歐洲對(duì)華出口限制也已長(zhǎng)達(dá)半個(gè)多世紀(jì)，先后有“巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)議案”和“瓦森納協(xié)議”，多種元器件物資被納入華戰(zhàn)略禁運(yùn)的特別清單上。另外已用軍用芯片停產(chǎn)斷檔，也使得軍工芯片國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題更為迫切。

政策引導(dǎo)，資金推進(jìn)，助力芯片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程

扶持集成電路政策力度空前，軍工芯片將獲益。我國(guó)一直很重視核心電子器件和芯片的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，曾在 2006 年將“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”列為 16 個(gè)重大科技專項(xiàng)。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)政策支持力度空前，力圖增強(qiáng)集成電路的技術(shù)實(shí)力、縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的差距、培育一批富有創(chuàng)新活力、具備一定國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的骨干企業(yè)。整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)工藝的進(jìn)步，將對(duì)高端軍工芯片帶來(lái)強(qiáng)有力的促進(jìn)作用。

新變化：軍民兩用，軍民兩用助力芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展

軍民兩用上升為國(guó)家戰(zhàn)略

民用市場(chǎng)發(fā)展較快，“民技軍用”成為可能

軍民兩用技術(shù)：芯片

半導(dǎo)體芯片，作為實(shí)現(xiàn)某特定功能的模塊，軍用芯片和民用芯片本質(zhì)上沒(méi)有不同，由于軍用芯片應(yīng)用在武器裝備上，應(yīng)用環(huán)境比較特殊和復(fù)雜，對(duì)于芯片的可靠性、安全性、低功耗和特殊性能（如：抗震、抗輻射、耐腐蝕、耐高溫）有著更高的要求，對(duì)計(jì)算性能要求相對(duì)低一些。

軍工芯片或可稱為自主可控芯片突破口

盡管我國(guó)民用集成電路設(shè)計(jì)業(yè)經(jīng)過(guò)發(fā)展已取得了不俗的成績(jī)，但在微處理器（MPU）、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、可編程邏輯陣列器件（FPGA）和數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）等大宗戰(zhàn)略產(chǎn)品上，產(chǎn)品尚未進(jìn)入主流市場(chǎng),產(chǎn)品性能和國(guó)際先進(jìn)水平的差距依然十分巨大。

在核心元器件層面，軍工芯片或可成為芯片國(guó)產(chǎn)化的突破口?，F(xiàn)階段，不論軍用民用在元器件層面都處于吸收和模仿階段，逐漸實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代。由于軍工芯片技術(shù)開(kāi)發(fā)難度較低、看重自主可控對(duì)價(jià)格相對(duì)不敏感等特點(diǎn)，認(rèn)為芯片國(guó)產(chǎn)化將從軍工領(lǐng)域率先突破。

性能弱于民用，發(fā)展軍工芯片技術(shù)難度降低。半導(dǎo)體電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，根據(jù)“摩爾定律“:當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔 18-24 個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。民用電子器件的發(fā)展迅猛，更新?lián)Q代的速度很快。與民用電子器件相比，軍用芯片在計(jì)算速度等指標(biāo)上相對(duì)較弱。

軍工芯片進(jìn)口替代百億空間，將快速發(fā)展

軍工芯片每年進(jìn)口替代空間200億以上

軍工芯片國(guó)產(chǎn)化率低，每年進(jìn)口額預(yù)計(jì) 300 億以上。2017 年，我國(guó)集成電路市場(chǎng)需求達(dá)到 2601億美元，增長(zhǎng)率為 14.6%，是世界最大的集成電路需求市場(chǎng)。2015 年我國(guó)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信和消費(fèi)電子仍然是集成電路產(chǎn)品最主要的應(yīng)用市場(chǎng)，三者銷售額合計(jì)共占集成電路市場(chǎng) 80.7%的份額。相比較而言，我國(guó)軍工芯片的市場(chǎng)較小。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過(guò)去進(jìn)口的 2000 多億美元的芯片中，航天芯片約 1%，即 20 億美元左右。由于我國(guó)航天技術(shù)相對(duì)發(fā)達(dá)，國(guó)產(chǎn)化程度較高，相比軍工其他方面應(yīng)用，航天芯片的體量較小，考慮到相對(duì)空間較大的航空領(lǐng)域以及加速裝備信息化的陸海軍裝備，粗略估計(jì)我國(guó)軍工芯片的國(guó)產(chǎn)替代空間在每年 200 億以上。

受益于我軍信息化建設(shè)，國(guó)產(chǎn)軍工芯片將迎快速發(fā)展

基于軍工芯片低國(guó)產(chǎn)化率現(xiàn)狀，未來(lái)國(guó)產(chǎn)軍工芯片市場(chǎng)將迎 20%左右的高速發(fā)展。隨著我軍信息化武器裝備率的提升，未來(lái)對(duì)軍工芯片的需求也將快速增長(zhǎng)。特別是，鑒于軍工芯片在信息化武器裝備和核心作用和目前國(guó)產(chǎn)化率低的現(xiàn)狀，國(guó)產(chǎn)芯片需求非常強(qiáng)烈。隨著軍工芯片研發(fā)制造的進(jìn)一步突破，國(guó)產(chǎn)軍工芯片市場(chǎng)將以高于其他信息化建設(shè)裝備和器件的速度得以高速發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái) 5年年復(fù)合增長(zhǎng)率將在 20%左右。

軍工芯片技術(shù)趨勢(shì)和未來(lái)突破方向

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，軍工芯片也在不斷進(jìn)行發(fā)展和突破。在模塊層級(jí)，看好將完整系統(tǒng)集成在一塊芯片的 SoC 技術(shù)和將多個(gè)芯片及器件封裝在一起的 SIP 技術(shù)；在元器件層級(jí)，應(yīng)用廣泛、國(guó)產(chǎn)化難度很大的 FPGA 是未來(lái)急需突破的主要方向。

高集成度的兩大主流技術(shù)：SoC和SIP

芯片未來(lái)將向集成度更高、功耗更低、運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)空間更大、更加智能等方向發(fā)展。對(duì)于軍工芯片這類用于航空航天、武器裝備上的特殊定制化芯片來(lái)說(shuō)，對(duì)于芯片的集成度、功耗、靈活設(shè)計(jì)等更為看重。例如，由于高功耗需要更大、更重的電源組件，航天器中的散熱處理也需要龐大、沉重的機(jī)械結(jié)構(gòu)，所以在航空航天系統(tǒng)中能將功耗減至最少非常重要。因此，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，將完整系統(tǒng)集成在單芯片的 SoC 芯片為主要的技術(shù)方向；在封裝環(huán)節(jié)，更高密度集成的 SIP 封裝為未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)。

軍用芯片國(guó)產(chǎn)化，F(xiàn)PGA是重頭戲

國(guó)產(chǎn)CPU已逐漸替代，F(xiàn)PGA進(jìn)展緩慢，亟待突破

國(guó)產(chǎn) CPU 等技術(shù)已逐漸替代國(guó)外芯片。在芯片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中，國(guó)產(chǎn)芯片在 CPU 等領(lǐng)域已取得一定的突破。

FPGA功耗低、設(shè)計(jì)靈活、開(kāi)發(fā)成本低

FPGA在軍用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，由于可重復(fù)編程、功耗低、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)， FPGA 廣泛應(yīng)用于航天、航空、電子設(shè)備、通信、雷達(dá)等領(lǐng)域，是軍用電子設(shè)備中普遍采用的重要核心數(shù)字芯片。目前FPGA市場(chǎng)國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)公司仍有差距。