導讀：芯片和航空發動機哪個研發起來更難？芯片和軍火哪個更致命？為什么說芯片是武器背后的“武器”？

今天聊點不涉密的。

1、芯片VS航發：新老網紅之戰

在芯片被炒得沸沸揚揚之前，上一個被念了十幾年“緊箍咒”的工業明珠是航空發動機，簡稱航發。

作為全世界最大的軍迷群體，盡管國產三代機、四代機已經不是新聞，但圍繞軍用航發的血統問題每次都能成為各種論壇上討論的焦點。畢竟作為飛機心臟，能否自主研制航發在國人心中決定了這款飛機是不是“爭氣機”。

那么，新舊兩代“網紅”——芯片和航發，究竟誰搞研發起來更難呢？

Round.1 研發費用 

芯片和航發最大的共同點是，只有少數國家才玩得轉，時間、人才、技術和資金，歸根到底最大的門檻就是錢。

在芯片領域，每年研發費用最高的公司非常穩定，要么是制程升級、正面剛摩爾定律的Foundry，如TSMC（臺積電），要么是投入海量電子工程師搞設計（沒準還研究法律）的Fabless巨頭如Qualcomm（高通），而兩者合二為一就是芯片界鋼鐵俠——IDM了，如Intel、Samsung。

作為燒錢界的佼佼者，他們一年花多少錢在芯片研發上呢，請看我們收集各企業2017年的數據。

芯片大師：2017年半導體企業研發費用

換算成人民幣，Intel一年在研發芯片要燒掉890億元，這筆巨款保證了藍星上最重要的芯片——CPU的更新換代，當然，還不能算上手機CPU。

前十大玩家2017年光研發芯片一共燒掉了360億美元，接近韓國一年的國防開支，這些錢如果全部用來買武器，那么這支“芯片軍隊”能排進全球前十，理論上干得過藍星上95%的國家。

芯片大師：2017年半導體企業開支

當然，“光研發”的意思是不包括設備采購、芯片制造等開支。如果算上全部開支，那么三星一家一年就花了260億美元，能買90架頂配F-22（單價2.9億美元），至于單價只有千萬美元級別的航發就失去了參考性。

那么，花在航發上的研發費用一年有多少呢？看看航發三巨頭的公開數據。

英國羅羅（空客A380供應商），不超過10億美元；美國GE（波音供應商），11.7億元；美國普惠（F-22和F-35供應商），不超過10億美元。

單從研發費用上看，規模上航發和動輒百億的芯片研發投入相比，基本差了一個級別。

保守估計，全球一年花在芯片研發上的費用至少在800億美元，而航發費用有可能不超過100億美元。

Round.2 技術復雜度

現代航空發動機雖然搭載在不同機型上型號眾多，但往往源自于少數幾款核心機。核心機定義一代發動機的主要技術指標，所以大部分研發經費都花在了這上面。一般航發制造企業會根據核心機發展出數款基礎型號，再根據客戶（飛機制造公司）的性能需求來改進、衍生，軍民兩開花之余也節省了大量成本。

世界上最成功的商用發動機：CFM56

（來源：RICHEN_C4D）

拿大名鼎鼎的CFM56系列為例，CFM公司和GE合作，1971年立項，一年后研制出核心機，在此核心機基礎上發展出7個基礎型號，總生產量超過1萬臺。民用型號裝備在波音737、空客A319/320/340、麥道DC-8等多款機型上，扛起了國際民航的半壁江山，軍用改型裝備了美國和法國空軍的空中加油機、偵察機和預警機。

芯片的特點是種類眾多、技術來源復雜且很多互不相通，航發VS芯片只能說是一種產品和幾十種產品的比較。

作為芯片中最重要的通用處理器、ASIC、MCU、FPGA、AD/DC、模擬芯片，幾乎每一種芯片都有1-2家壁壘森嚴的巨頭把守，經過數十年的競爭、兼并，芯片之間仍然涇渭分明，技術差異之大和整合難度之高可窺一斑。

我們絕對肯定航發研制的難度，但從這個角度看，全面解決芯片的自主化問題難度可能是航發的十幾倍，我們至少要花費幾十年和數代工程師的努力。

2、芯片VS軍火：哪個更致命

芯片并不是武器，但卻是比武器更致命的“武器”。

第一，芯片是不戰而屈人之兵

古往今來的戰爭講究“上兵伐謀”，進入21世紀以后，動用武器的“熱”戰爭越來越少，而以關鍵領域制衡競爭對手的經濟戰越來越重要。正如我們在芯片的未來戰爭：產業鏈、石油與降維打擊中談到的觀點，芯片正在取代鋼鐵、汽車和石油，成為大國博弈的主戰場。

背后的原因是，芯片作為基礎的工業原材料，同時具備高附加值和需求剛性的特點。

最近打響的兩場芯片戰爭——中美和日韓之間的對決告訴我們兩件事，一是主要大國之間常規武器、軍事力量的較量既不管用，又不經濟，畢竟沒有人敢真打。二是高科技領域的制裁是更好的籌碼，“斷供”比“軍演”更像是優勢一方“兵不頓而利可全”的策略。

從原材料、設備、軟件到制造，芯片代表了最核心的工業和科技水平。從消費電子、通信設施、工業制造到軍工裝備，芯片這個支點撬動的是整個國民經濟。

第二，芯片是武器背后的武器

美蘇爭霸時代，盡管蘇聯集全國之力發展的軍事裝備完全不輸美國，但蘇式裝備傻大粗的帽子扣了很多年，電子技術水平不及對手導致機械架構復雜、自動化程度低是主要原因，這個問題到現在也沒有得到很好地解決。

而中國在蘇式路線基礎上點了另一條科技樹，導彈、雷達和電子戰裝備的突破很多歸功于電子設備背后的芯片。

在武器裝備領域用得最多的高端芯片，除了常用的高速高精度ADC/DAC外，大致還有三方面。一是武器計算機本身的芯片，尤其是彈上、機上計算機，對芯片的要求極其嚴苛。二是通訊芯片，是很多武器通信控制中心的支柱，如美國薩德中的C2BMC，靠它實現全球聯網。第三要算美國雷達中大量采用的、美商務部屢屢點名的DSP和FPGA芯片了。

這些芯片直接決定了裝備的性能，比如美國媒體在評價F-35戰機的戰場態勢感知能力時說道，這是一臺滿載芯片的發動機。

那么，依靠GPS、宙斯盾和隱形飛機打遍世界的美軍何嘗不是一支由芯片武裝起來的軍隊？

第三，芯片即安全

盡管川普口口聲聲說的國家安全問題大部分是耍流氓的托辭，但芯片的確事關國家安全。

最核心的三個芯片安全問題：后門、Bug和禁運。

從2008年開始，美國媒體和軍方開始指責中國芯片導致美軍頻繁墜機，聲稱這些芯片有中國假冒的劣質產品，也有性能不達標或不合格的產品，還有某些被植入后門和bug。

例如2008年，美國空軍發現羅賓斯空軍基地的一架F-15戰斗機飛行控制電腦上使用假稱是Xicor公司生產的芯片。隨后在該基地一共發現4枚這樣的假冒芯片。美軍隨后的調查發現，這些芯片全部來自中國。2011年，美國國會指責中國通過3公司將偽劣芯片滲入美軍，相關零件經過四五次轉手交易，最終賣給了雷神、洛克希德馬丁和波音這三大美國軍工巨頭。

而2018年至今的連續兩起波音737-8 Max墜毀導致的災難背后公布的調查顯示，波音737 MAX 8飛行數據傳感器存在問題導致反饋錯誤數據，造成機長失去對飛機的控制。盡管是否與芯片有關沒有定論，但芯片一旦出現問題或被不法利用后果不堪設想。

武器和飛機服務于使用者，但是設備越先進，安全問題也越嚴重。

對于國防而言，無力研發芯片則無先進裝備可用，芯片斷供則先進裝備無法量產，芯片出現安全問題那么武器聽誰使喚可就不一定了。

3、稀土VS硅：誰是王炸

每當外部環境不佳時，總有吃瓜群眾就開始談稀土禁運。沒錯，稀土及提煉技術都是重要的戰略資源，也是我們手中遲遲沒有打出的王牌，畢竟沒有開局對三就出王炸的。

同時，很多人忘記了芯片最重要的原材料——硅，在這里兩者略作對比很有意思。

圖：全球各國硅產量數據

硅是非常常見且廣泛存在的元素，在地球上僅次于碳元素，并且我國硅產量在全球前列，戲劇性的是，這張掐住芯片制造的王炸并不在我們手中。

根據海關的統計，2017年我國對日出口工業硅18.7萬噸、對韓出口14.7萬噸、對歐出口14.9萬噸，均價為1832美元/噸。而我們進口用于制造芯片用的硅晶圓，12寸價格大約是120美元/片，制作成芯片以后代工企業的價格來到5000美元/片。

據我們所知，目前國內企業已經可以做出99.99...%的高純硅（9個9，記為11N），但集成電路制造使用的晶圓不光要求純度，對晶向、載流子壽命、尺寸和表面缺陷要求都很高，做高純度單晶硅只是第一步。

全球硅晶圓廠商份額（中國產業信息）

國內能夠供應的主流尺寸在6英寸，8寸和12寸產品在高溫耐受、顆粒管控和硅化物生長速率等參數上還有差距，只能用作測試片等測試用途，大批量8/12寸晶圓基本來自日本和中國臺灣。

這張絢麗奪目的硅晶圓，會成為頭上高懸的“斷供”利劍嗎？

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