技术资金,国家重视,全都不缺,为何苏联还是会输掉芯片冷战?

1984年,一个叫阿列克谢·帕基特诺夫的苏联工程师利用上班摸鱼的时间,开发出了现象级游戏——俄罗斯方块。

阿列克谢·帕基特诺夫

玩过俄罗斯方块的朋友或许深有体会,这款游戏看似平平无奇,没什么意思。

但真正投入其中,却极容易“上瘾”。

由于具有较强的可玩性,俄罗斯方块问世后,便迅速在苏联公务员阶层传播开来,后来又传到了海外。

恰在这时,日本任天堂公司即将发布自己的第一代便携掌机Game boy,非常希望拿到俄罗斯方块的版权。

于是,任天堂便派代表前往莫斯科谈判,想购买该游戏的版权。

Game boy掌机

根据当时苏联的法律,帕基特诺夫开发出的游戏,属于集体财产,个人无法通过售卖游戏来盈利。

因而,苏方与任天堂谈判的代表,便不是帕基特诺夫,而是苏联安全局和商贸部的几名高级官员。

在洽谈中,苏联官员们向任天堂代表提了一个要求,那就是价格好商量,条件则是任天堂要转让游戏机的制造技术,让苏联人民也能玩上俄罗斯方块。

这个提议,合情合理,但任天堂代表果断拒绝了。

因为当时正逢美日芯片大战,两国关系略显尴尬。

而在此之前,美国早已经打过招呼了。

大致意思就是说,现在已经到了冷战决胜阶段。凡是还想挣美刀的,一律不许向苏联出口技术。即便是民用领域的技术也不行。

1987年,东芝公司不信邪,以35亿美元价格,将四台民用数控机床卖给了苏联。

结果美国里根政府知道后,抓住“东芝事件”不放,先罚了东芝一笔巨款。

接着又警告日本政府,若是再有此类事件发生,小心你的狗头。

迫于压力,日本通产省只得在事后紧急下发通知,要求日企在与苏联合作时,必须万分谨慎,不能再让老美抓住小辫子。

美国国会议员怒砸东芝收音机

所以,尽管苏联愿意以白菜价格出售游戏版权,但向来以唯利是图著称的任天堂,还是不敢占这个便宜。

而在这场交易中,我们也不难发现,80年代的苏联可以用生产香肠的速度制造各类导弹,但在民用半导体领域,却落寞到了连游戏机都造不好的地步。

这是苏联生产的“大海战”街机。

由于技术问题,机台没有屏幕,玩家只能透过潜望镜才能看到的“游戏画面”。

大概是这个样子。

但众所周知,苏联是有名的数学强国,苏联也几乎与美国同时间发展半导体产业。

为什么几十年过去,苏联会在这一领域被对手甩开如此大的差距呢?

梳理历史我们会发现,问题出在了苏联自己身上。

二战期间,同盟国和轴心国都使用了大量飞机轰炸对方的军事目标。

经过实战后,大家发现要想打下飞机,就必须精确计算并绘制出"射击图表"。经查表确定炮口的角度,才能使高射炮射出去的炮弹正中飞行目标。

但是,这里面的每一个数据都要做几千次的四则运算才能得出来,而十几个人用手摇机械计算机,得算上几个月才能完成一份"图表"。

针对这种情况,美国科学家便试图研究通用计算机来提高运算效率。

1946年2月14日,经过无数科学家努力,世界上第一台通用计算机“埃尼阿克”在美国宾夕法尼亚大学诞生。

“埃尼阿克”玩意儿虽然也叫计算机,但比起现在的PC,它有个“小小”的缺点。

那就是大的丧心病狂,长度达到30,宽6米,高2.4米,占地面积约170平方米,总共用到了17468根电子管,7200根水晶二极管,1500个中转,70000个电阻器,10000个电容器,1500个继电器和6000多个开关,重达30英吨。

当时据说只要“埃尼阿克”开机,半个费城的电力都会受影响,因为耗电量实在太大了。

不仅如此,由于用到了大量电子管,“埃尼阿克”运行时,还经常烧电子管,负责维护的工程人员整天啥也不干,净忙着更换电子管了。

虽然第一代通用计算机在现如今看来是如此的奇葩。

但在当年,它却是划时代的产品。

“埃尼阿克”的出现,可以让以前需要花上半小时的计算,压缩到短短30秒。

也正是因为超高效率,所以美国政府才愿意拨款研发这个“秘密武器”。

不过众所周知的是,冷战时期的西方国家,在苏联面前毫无秘密可言。

所以没过多久,苏联就得知消息,并成功研发了欧洲的第一台通用计算机MESM。

相比美国的“埃尼阿克”,MESM的算力稍弱,只有前者的六成左右。

但因为只用到了6000个电子管,MESM不容易出故障,效率反而更高。

由于电子管容易坏,美国当时的一些科学家便开始研究晶体管技术。

1947年12月,美国贝尔实验室研制出了晶体管。

与电子管相比,晶体管具有运算速度更快、发热量小、功耗低、成本低、体积小等优势。

既然晶体管更先进,苏联自然也不会熟视无睹。

1950年,苏联成功研发出晶体管。

此后几年,美苏在半导体领域开始你追我赶。

1955年,美国贝尔实验室研制出世界第一台全晶体管计算机TRADIC。

苏联也在1959年推出了自家的晶体管计算机M-4。

至1960年代初,虽然美国一直是领跑者,但苏联始终没被甩下,在晶体管计算机领域与美国基本是同等水准。

然而,从晶体管到集成电路的演变过程中,苏联却选择了一条错误的路线。

由于历史原因,苏联从建国伊始就没有太平过,不是在热战,就是在冷战。

这种生存压力,使得苏联人有深深的“创伤后应激障碍”。

总觉得核战争战迟早要爆发,造出的武器首先就要扛的住核电磁脉冲。

而电子管因为结构简单,比晶体管更皮实。

所以在60年代,苏联和美国便在集成电路方面,走上了截然不同的道路。

苏联选择放弃晶体管,集中精力搞电子管小型化。

但埋头搞了几年后,苏联工程师发现电子管这玩意,它就造不小。

苏联电子管

就在苏联人押宝电子管时,美国那头,一开始其实也是同样的心态。

美国政府和军方同样认为晶体管在核爆产生的电子脉冲面前,几乎毫无招架之力,主张要电子管,不要晶体管。

但美国与苏联有一点不一样,苏联的半导体行业,完全由政府主导。研发始终是以国家力量推动的。

苏联政府和军方只关心工程师搞出的产品,能不能用于战争,不考虑能不能赚钱,能不能下放到民用市场。

而美国的半导体产业,则是以市场为导向,自由生长。

对于美国的消费者而言,晶体管和电子管,哪个轻便好用,我就用哪个。至于哪个更适应核战争,这不是我该操心的。

对于美国半导体公司而言,军方确实是大客户,但民用市场的规模更大。

由于市场的力量,晶体管在美国被造的越来越小,性能也越来越好。

原本被认为不适合用于军事的晶体管,也渐渐开始被军方接受。

1965年,仙童“八叛逆”之一,同时也是英特尔公司创始人之一的戈登·摩尔在《电子学》杂志上畅想未来。

他认为未来集成电路上的晶体管,每18个月到24个月就能增加一倍。单个晶体管的价格会持续下降,芯片计算能力会越来越强。

这就是大名鼎鼎的“摩尔定律”。

摩尔当时只是畅想了10年的未来,然而摩尔定律仿佛是半导体行业的指路明灯,指导了半导体产业七十年发展。

苏联人是万万没想到,几十年后晶体管,能做到纳米级。

越战中期,苏联发现美军已经开始将半导体集成电路用在了最新的战斗机和导弹上。

而这些新武器的实测数据,要远优于苏军的武器。

既然已经证明芯片比电子管好用,苏联军方也只得承认了晶体管的先进性,并试图停止电子管小型化尝试,开始转向于晶体管和集成电路的研究。

然而这时候从头再来已经不可能了。

于是,苏联人决定摸着鹰酱过河,开始360度无死角地山寨美国的芯片。

可由于前期发展方向的错误,整个苏联的电子技术理论和生产工艺在当时已经与西方严重脱节了,这种鸿沟是仅靠山寨无法弥补的。

经常是苏联好不容易复刻出来一版芯片,美国的芯片已经迭代了好几轮了。

比如1989年,苏联工程师在实验室里成功仿制了80286微处理器,制程是1.5微米。

而这玩意是英特尔在1982年推出的产品。

随着工艺的发展,逆向工程越来越不好做了。苏联芯片基本跟不上时代。

最要命的是,当时苏联已经搞了十几年的电子管,全国有成百上千的工程师、工人和技术人员专注在电子管产业上。

此时若是以晶体管取代电子管,那就意味着有成千上万的相关从业者要失业或调岗。

正所谓“百万漕工衣食所系”,当时研究电子管的苏联科学家、工程师和工厂,尽管他们知道电子管再怎么发展,也无法和晶体管抗衡。但为了保证饭碗,还是形成了一个反晶体管的利益共同体。

反正也是花国家的钱,反正也没有盈利需求,就这么混呗,混一天算一天。

在这种情况下,苏联电子行业便呈现出了很奇怪的现象,一边是继续浪费大量的人力和物力投入到没有前途的电子管产业上。

一边是为了应付上级,半公开的科研造假和仿造美国芯片。

80年代苏联微型计算机VEF Mikro 1025,仿制自英特尔8080

1982年,中情局发现苏联正在大规模窃取西方芯片技术。

于是在当年11月,美国与西欧各国达成协议,建立了针对苏联的联合科技与经济战略协调机制,对流向苏联的新技术进行全面管控与限制。

苏联半导体产业本来就没有市场资金的反哺,现在又没法进行国际技术交流。

美国的技术封锁,最终导致苏联在80年代末期,还得指着任天堂转让技术,才能让让苏联人民也能玩上俄罗斯方块。

1991年12月26日,红旗落地,苏联解体。

没有了军事工业的订单,苏联原来生产电路的工厂纷纷破产,半导体行业直接休克。

更悲催的是,由于当年苏联领导人搞产业布局时,将半导体和微电子工业基地以及些零零散散的工厂,刻意分配在了乌克兰、白俄罗斯和波罗的海三国。

以致苏联解体后,虽然俄罗斯继承的科研机构比较多,但生产基地却不在手里。

中国有句古话叫巧妇难为无米之炊,现在没了“米炊”,“巧妇”为了生计,只能纷纷出走欧美。

不得不承认,苏联培养的人才还是很厉害的。

比如曾在苏联搞CPU的彭特科夫斯基移民美国后,就成了英特尔的首席工程师,主导了奔腾3的架构研发,为英特尔带来了黄金发展时期。

弗拉基米尔·彭特科夫斯基

随着电子工业被拆的七零八落,以及大量顶尖计算机人才相继流失,自此,曾经也算是两分天下的苏联半导体行业,再无翻身机会。

以史为鉴,可以知兴替。回顾苏联半导体产业的兴衰,我们至少可以得到几点启发。

首先是要尊重市场。

半导体是一个很烧钱的行业,美国半导体行业由于在民用市场取得了巨大的成功,市场可以提供足够的血液,形成了一个良性循环。

苏联仅靠财政拨款, 一旦上层不支持,很容易陷入发展乏力的境地。

另外,市场竞争是残酷的。

在自由竞争之下,即便走错了路,也很容易被纠正。因为你不能及时纠正,市场会教你怎么做。

而苏联因为忽视市场,无法判断晶体管和电子管,究竟哪个更有前途,以致最终走进了死胡同。

二是不畏艰难,坚持做正确的事。

苏联当年一门心思搞电子管,除了上层意志,还有一个原因是所有人都在吃大锅饭。

大家因为对电子管轻车熟路,不愿意去尝试未知的晶体管。

这个教训对如今的我们仍有指导意义。

自从芯片被美国制裁以后,虽然我们通过“堆叠芯片”技术,用不先进的工艺换性能。

但这毕竟不是长久之计,还是要下点苦力气,让自己的工艺真正先进起来。


三是坚持自主创新,杜绝抄袭。

抄袭这种行为,虽然可以在短时间内缩短差距。

但一旦沉迷于其中,就意味着你永远只是一个追随者。

当初苏联模仿美国,模仿得再好,也只能模仿旧技术。

这一代还没整明白,下一代就出来了。

如果不能走出一条未曾设想的新路,又何谈在技术上领先别人呢?

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页面更新:2024-03-21

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