來源：軍武速遞官方
注：本篇文章的視頻版，已發(fā)布在《楊叔洞察》B站號(hào)
前段時(shí)間，有媒體公布了俄羅斯海雕-10無人機(jī)的拆解視頻，發(fā)現(xiàn)，攝像模塊是佳能相機(jī)，接收芯片是德國的，通信芯片是美國的，連定位芯片都是瑞士產(chǎn)的GPS，俄羅斯的電子工業(yè)讓人大跌眼鏡，與他的大國地位十分不匹配。
但是大家也別驚訝，這其實(shí)是俄羅斯的老毛病了，而且還是從蘇聯(lián)那兒繼承下來的老毛病。比如米格25，飆起高速來，連響尾蛇導(dǎo)彈都追不上，可是，它的機(jī)體是不銹鋼的，航電用的是音響里面那種電子管。今天我們看到這個(gè)事，可能會(huì)嘲笑，這么大一個(gè)國家，武器竟然是用這么落后科技拼湊起來的，但是，這個(gè)問題我們得多想一層，為什么同樣都是超級(jí)大國，蘇聯(lián)卻搞不定半導(dǎo)體這么個(gè)小玩意兒？今天咱們就來剖析一下這背后的原因。
▲電子管加不銹鋼是蘇聯(lián)工業(yè)的縮影
其實(shí)任何現(xiàn)實(shí)問題，背后都有其歷史成因，跟我們的印象相反，蘇聯(lián)的電子工業(yè)開始時(shí)并不落后，甚至還一度領(lǐng)先美國。時(shí)間回到20世紀(jì)20年代，蘇聯(lián)建國那會(huì)兒，他的工業(yè)只有美國的1/8，重工業(yè)幾乎為零，還有一大半人是文盲，斯大林為了快速趕上西方，在1928年開始了一五計(jì)劃。工業(yè)化的原始積累可以用工農(nóng)業(yè)剪刀差，讓農(nóng)民勒緊褲腰帶來解決，但技術(shù)只能引進(jìn)。恰好，在這個(gè)時(shí)候，歐美爆發(fā)了經(jīng)濟(jì)危機(jī)，產(chǎn)品和技術(shù)過剩，急于找市場(chǎng)，而蘇聯(lián)又急需設(shè)備和技術(shù)，雙方正好一拍即合，給了蘇聯(lián)抄底的機(jī)會(huì)。
▲斯大林格勒拖拉機(jī)廠由美國提供技術(shù)
就這樣，1000多家美國企業(yè)向蘇聯(lián)出口了機(jī)器設(shè)備和工業(yè)技術(shù)，蘇聯(lián)的工業(yè)體系，包括三大鋼鐵廠，以及燃料、汽車、飛機(jī)等70多個(gè)領(lǐng)域，都是在美國工程師的幫助下搭建起來的。這個(gè)工業(yè)轉(zhuǎn)移的規(guī)模，堪比50年代蘇聯(lián)對(duì)中國的156項(xiàng)工程！斯大林也并不否認(rèn)這一點(diǎn)，他在二戰(zhàn)后對(duì)美國大使說，蘇聯(lián)2/3的工業(yè)是美國幫助建成的。
跟我們后來對(duì)蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人老邁腐朽的印象相反，當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)層，眼光是很超前的，他們從工業(yè)建設(shè)中深刻認(rèn)識(shí)到了基礎(chǔ)學(xué)科的作用，給基礎(chǔ)科研提供了盡可能多的支持，其中當(dāng)然也包括電子科學(xué)。
有了這些保證，蘇聯(lián)科學(xué)家當(dāng)然就可以大干一番了。在20年代，他們就用硅材料建立了類似三極管的系統(tǒng)，到了30年代，蘇聯(lián)物理學(xué)家約飛還做出了一個(gè)神預(yù)言，半導(dǎo)體才是電子技術(shù)的未來，還提出了“阻擋層”的概念，這可是幾十年后集成電路的理論基礎(chǔ)。
這位約飛，就是蘇聯(lián)電子工業(yè)和物理學(xué)的奠基人，直到今天，圣彼得堡還有用他名字命名的研究所，相當(dāng)于蘇聯(lián)的錢學(xué)森，不僅培養(yǎng)出了好幾位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主，還組建起了16個(gè)物理研究所，可以說，蘇聯(lián)的電子工業(yè)一起步，就是世界先進(jìn)水平。
那時(shí)間來到了二戰(zhàn)后，蘇聯(lián)剛剛從戰(zhàn)爭(zhēng)中恢復(fù)，按理說應(yīng)該把重點(diǎn)放在休養(yǎng)生息上，但斯大林仍然加大投入，繼續(xù)發(fā)展包括電子科學(xué)在內(nèi)的基礎(chǔ)學(xué)科。因?yàn)樗呀?jīng)預(yù)判到冷戰(zhàn)的來臨，時(shí)間不等人，發(fā)展才是硬道理，蘇聯(lián)必須要走出自己的路。
就這樣，在冷戰(zhàn)初期，依靠舉國體制的優(yōu)勢(shì)，蘇聯(lián)電子工業(yè)的水平與美國不相上下。這個(gè)時(shí)候，雙方都在發(fā)展各種千奇百怪的武器裝備，對(duì)電子計(jì)算機(jī)的需求越來越大。1946年，美國發(fā)明了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，而四年后，蘇聯(lián)的計(jì)算機(jī)就超過了它。美國需要1萬8千個(gè)電子管，超過20小時(shí)就要換管子，誕生以來有一半時(shí)間都在停工換零件，而蘇聯(lián)只用不到6000根，不僅性能接近，計(jì)算效率還更高，壽命也更長，更穩(wěn)定，更耐用。
1954年，美國發(fā)明了世界首臺(tái)全晶體管計(jì)算機(jī)，蘇聯(lián)也同樣在四年后就拿出了同類產(chǎn)品。此時(shí)的晶體管材料用的不是硅，還是鍺，相比電子管沒有明顯優(yōu)勢(shì)，美蘇都是兩個(gè)路線同時(shí)發(fā)展。蘇聯(lián)科學(xué)院院士阿夫迪夫，率先實(shí)現(xiàn)了電子管小型化，性能遠(yuǎn)超美國，還能量產(chǎn)，而美國的同類產(chǎn)品還在實(shí)驗(yàn)室里。
這個(gè)突破，讓蘇聯(lián)在太空競(jìng)賽中贏得先機(jī)，他發(fā)射的人類第一顆人造衛(wèi)星，斯普特尼克一號(hào)，用的就是電子管電路，相關(guān)計(jì)算也是用電子管計(jì)算機(jī)算的。這一下，讓美國大受刺激，甚至都開始懷疑是不是自己的體制有什么問題，美國的科幻小說家阿瑟·克拉克就說，蘇聯(lián)衛(wèi)星一上天，美國就淪為二流國家了。
到了1956年，蘇聯(lián)已經(jīng)將鍺基晶體管用在軍事和工業(yè)上了，多臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)接連領(lǐng)先美國，電子工業(yè)的規(guī)模也很大，由科學(xué)院和大學(xué)牽頭，全國建了多個(gè)半導(dǎo)體研究所，僅列別捷夫物理研究所 和 無線電工程電子學(xué)研究所，諾貝爾獎(jiǎng)得主就超過六個(gè)。赫魯曉夫還專門在莫斯科郊外的 澤列諾格勒市 建了蘇聯(lián)版硅谷，共計(jì)十萬人，其中包括兩萬多名科學(xué)家和工程師，直到現(xiàn)在，這里仍然是俄羅斯最大的集成電路研究和制造基地。
▲單晶硅提純
此時(shí)，美蘇都發(fā)現(xiàn)鍺基芯片有缺陷，硅基芯片是更好的選擇，但對(duì)材料加工和提純的要求更高。這個(gè)時(shí)候，美蘇的分水嶺出現(xiàn)了，鑒于過去“資敵”的教訓(xùn)，這次美國提高了警惕，嚴(yán)格限制技術(shù)輸出，這就讓蘇聯(lián)在這條新賽道上失去了引進(jìn)的可能，然而僅靠自己又無法完成硅材料的提純，良品率還不到20%，暴露出了材料科學(xué)上的短板。
另一邊，原來的鍺基芯片，技術(shù)成熟，好加工、成本低，馬上就能用，這就讓急于發(fā)展航空航天的蘇聯(lián)，基本放棄了硅基這條路，把鍺定為了未來的半導(dǎo)體材料，直到1964年都沒大規(guī)模生產(chǎn)硅基芯片。
后來還是從日本三城株式會(huì)社，買到18寸單晶體熔爐才搞定的。而美國憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)，在硅基芯片上已經(jīng)領(lǐng)先一步，雙方的差距就從這里拉開了。
但是，我們也不能說當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人有多蠢，而是他們經(jīng)過權(quán)衡后，不得不這樣選。因?yàn)楣璨牧鲜莻€(gè)全新的技術(shù)路線，但又不是蘇聯(lián)的原創(chuàng)，又不能引進(jìn)，起步就差了一著，實(shí)操層面的科學(xué)家和工程師，迫于項(xiàng)目KPI的壓力，拖不起時(shí)間，更不敢冒險(xiǎn)，只能用老辦法，成熟，保險(xiǎn)，還快，那就這么干吧，這就是所謂的路徑依賴了。
比如發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星，用什么電路，那也是討論過的，硅基不成熟，用不了，鍺基又比較挑溫度，只有電子管，技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，為了搶第一，那就是電子管了。
再往后，蘇聯(lián)在集成電路上又差了一步。美國剛開始發(fā)展集成電路，蘇聯(lián)就通過克格勃知道了，但沒有跟進(jìn)，是蘇聯(lián)的相關(guān)決策者愚蠢和外行嗎？恰恰相反，他們對(duì)晶體管集成電路進(jìn)行過仔細(xì)研判，發(fā)現(xiàn)，要搞集成電路，要上新設(shè)備，制作硅晶的真空環(huán)境花錢很多，時(shí)間很長，財(cái)政根本負(fù)擔(dān)不起，與美國的激烈競(jìng)爭(zhēng)也等不起，就沒有把自己僅有的本錢往希望不大的方向上投資。
因?yàn)樗麄冎?，蘇聯(lián)陣營的造血功能很差，他們花的每一分錢，都得靠賣油賣氣，只夠發(fā)展航空航天，搞軍備競(jìng)賽，集成電路實(shí)在是沒錢了。況且，回頭再一想，電子工業(yè)嘛，本來就是保障航空航天的輔助角色，即使不搞先進(jìn)技術(shù)，依靠電子管，科學(xué)家們也一樣能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)啊。
所以從這個(gè)時(shí)候開始，美蘇的差距就越拉越大了。1962年，美國為民兵1和民兵2導(dǎo)彈研制了22套集成電路導(dǎo)引頭，雖然沒用上，但都成了技術(shù)儲(chǔ)備，兩年后終于用在了民兵3上。從這以后，美國半導(dǎo)體就按摩爾定律發(fā)展了。而蘇聯(lián)70年代的鎮(zhèn)國重器，撒旦洲際導(dǎo)彈用的還是電子管，比美國晚了近10年。
不過，這個(gè)時(shí)候的蘇聯(lián)，還能依靠數(shù)學(xué)，用系統(tǒng)工程的辦法彌補(bǔ)基礎(chǔ)科學(xué)的不足，用電子管電路實(shí)現(xiàn)芯片的功能，某些性能還能超過集成電路。但到了70年代中期，這種法子就不管用了，因?yàn)殡娮庸軣o法再縮小。要到達(dá)同樣性能，用電子管搭出的設(shè)備，就非常笨重，所以才有了米格25那種傻大黑粗的雷達(dá)。
▲傳說中能烤熟兔子的米格25雷達(dá)
蘇聯(lián)1984年推出的厄爾布魯士2計(jì)算機(jī)，使用的芯片，雖然速度和美國差不多，但卻是用20多顆芯片并聯(lián)實(shí)現(xiàn)的，而美國只用一顆芯片就夠了，在S300和S400上，要實(shí)現(xiàn)脈沖多普勒效應(yīng)，只能用 他激晶體振蕩器這種模擬電路，它平時(shí)不震蕩，只有接收中頻信號(hào)后才震蕩，相當(dāng)于一個(gè)外掛，用來替代高端芯片。所以表面上蘇聯(lián)能拿出與美國指標(biāo)相當(dāng)?shù)奈淦?，但核心技術(shù)非常落后。
造成這一情況的根本原因還是因?yàn)?，蘇聯(lián)基于現(xiàn)實(shí)壓力，只能用設(shè)計(jì)上的投機(jī)取巧繞過基礎(chǔ)科研的瓶頸，因?yàn)檐娖肥怯脕泶蛘痰?，蘇聯(lián)造武器的思路都是一次性的消耗品：性能落后沒關(guān)系，只要數(shù)量夠，T-34也能淹了虎式。
而只有中間的科研人員知道怎么回事。但他沒有決定權(quán)，又被KPI壓制，不得不在米格25的思路里邊打轉(zhuǎn)。雖然用落后技術(shù)搭出一個(gè)指標(biāo)不低的東西，也是一種本事，但畢竟不是長久之計(jì)。
那蘇聯(lián)是因?yàn)槿卞X沒發(fā)展集成電路，美國為什么就不缺錢呢？其實(shí)，美蘇在政府層面上，對(duì)科研的投入都不吝嗇，6成研發(fā)和8成項(xiàng)目資金都是政府掏的，甚至蘇聯(lián)政府支持還更大，但美國除了有政府支持，還有市場(chǎng)這個(gè)造血工具，形成了政府托底-科學(xué)家研發(fā)-商業(yè)公司變現(xiàn)的良性循環(huán)。蘇聯(lián)沒有民用市場(chǎng)變現(xiàn)，發(fā)展半導(dǎo)體沒有經(jīng)濟(jì)收益，政府投資全部扔進(jìn)了無底洞。可以說，兩個(gè)國家不同的經(jīng)濟(jì)體制和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，最終導(dǎo)致了不同的發(fā)展道路。這就是我之前安225那集說的：就算安225沒解體，蘇聯(lián)也不會(huì)量產(chǎn)，因?yàn)闊o法完成經(jīng)濟(jì)閉環(huán)。
另外在咱們印象中，手機(jī)是美國摩托羅拉1973年發(fā)明的，但實(shí)際早在1958年，蘇聯(lián)工程師就搞出過類似的東西了，像觸摸屏，三進(jìn)制計(jì)算機(jī)，蘇聯(lián)也發(fā)明過，卻全都是曇花一現(xiàn)。美蘇都發(fā)展航天，但美國從航天工程中發(fā)展出了脫水蔬菜，真空包裝，電磁爐，這些衍生技術(shù)，利用市場(chǎng)，把研發(fā)成果變現(xiàn)了，形成了科研、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)之產(chǎn)的良性循環(huán)。蘇聯(lián)在這方面卻做的很差，除了俄羅斯方塊。
不過，后來有部分蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人意識(shí)到了這個(gè)短板，想仿效美國，借助市場(chǎng)力量振興電子工業(yè)。但這時(shí)，蘇聯(lián)的集成電路已經(jīng)大幅落后，怎么辦呢?老辦法，山寨!就是直接搞來人家的芯片，把外殼打開，用光學(xué)顯微鏡看內(nèi)部結(jié)構(gòu)，然后搞出圖層照片，照貓畫虎。
表面上，這樣干速度很快，但山寨就是山寨，知其然不知其所以然，芯片設(shè)計(jì)和制造的能力并沒有實(shí)際上的提高，更無法修改芯片設(shè)計(jì)，人家有了你才能仿，始終落后一步，沒量產(chǎn)就過時(shí)。而且，當(dāng)精度從1.5微米提升到1.2亞微米后，電子擊穿的問題就沒法解決了，再加上計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下的蘇聯(lián)企業(yè)，反應(yīng)遲鈍，效率低下的老毛病，山寨出來的芯片問題很多，根本沒人愿意用。
模仿蘋果2的瑪瑙電腦，克隆IBM的搜索牌電腦，蘇聯(lián)版的任天堂游戲機(jī)和東芝電腦，銷量連美國的零頭都不如。蘇聯(lián)13萬所學(xué)校和研究所，電腦缺口近百萬臺(tái)，寧愿每年從臺(tái)灣進(jìn)口，也不愿用國產(chǎn)貨，可見差的不是一點(diǎn)半點(diǎn)。
所以，市場(chǎng)化不是拿到市場(chǎng)上賣那么簡(jiǎn)單，還要根據(jù)消費(fèi)者和市場(chǎng)需求，不斷進(jìn)行升級(jí)迭代，才能源源不斷賣出去。一件產(chǎn)品，我們可以看成是人類智慧進(jìn)化在另一個(gè)維度上的體現(xiàn)。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)于自然選擇。
一個(gè)產(chǎn)品，投入市場(chǎng)，賺回來錢，完成了經(jīng)濟(jì)閉環(huán)，相當(dāng)于完成了生物繁殖，獲得市場(chǎng)反饋后產(chǎn)品迭代升級(jí)，再投入下一個(gè)循環(huán)，就像物種基于突變完成進(jìn)化。而這一切的前提首先是你的產(chǎn)品能夠在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中勝出，而且有足夠數(shù)量的樣本去試錯(cuò)，在市場(chǎng)選擇中向更“對(duì)”的方向進(jìn)化。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)就是這樣：用戶只會(huì)選擇最新產(chǎn)品。
▲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)高投入、高回報(bào)、高技術(shù)壁壘、贏者通吃
技術(shù)越先進(jìn)，更多人的買，產(chǎn)量上去了，單價(jià)就下來；越先進(jìn)反而越便宜。而蘇聯(lián)產(chǎn)品不僅技術(shù)落后，毛病多，價(jià)格還死貴，最終完全失敗。而且那些壟斷巨頭還會(huì)形成正向循環(huán)：用利潤投入新技術(shù)研發(fā)，形成產(chǎn)業(yè)壁壘，后來者的追趕呈幾何難度增加。
當(dāng)然蘇聯(lián)的電子工業(yè)，也有成果，那就是培養(yǎng)出了大量人才。美國小學(xué)生每年上180天課，蘇聯(lián)上213天。洪堡教育模式，工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)人員，蘇聯(lián)中學(xué)生接受的數(shù)理化生教育，比美國大學(xué)生還多，每年培養(yǎng)的科學(xué)家和工程師比美國多一倍。
蘇聯(lián)超級(jí)電腦之父，鮑里斯·巴貝揚(yáng)的助手，彭特科夫斯基，后來就跑到美國去了，成為英特爾的首席工程師，設(shè)計(jì)出的奔騰3芯片，讓英特爾進(jìn)入黃金年代。所以咱們今天看到的很多互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，看起來是美國的，實(shí)際上源頭在蘇聯(lián)，只是沒在蘇聯(lián)開花，跑到美國才結(jié)了果。有這么強(qiáng)的人才基礎(chǔ)，卻沒能善加利用，最終成就了死對(duì)頭，實(shí)在是令人惋惜啊。
現(xiàn)在回頭看，蘇聯(lián)在半導(dǎo)體和集成電路上的失敗是難以避免的，因?yàn)闆Q定產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主體不是市場(chǎng)，不是企業(yè)，而是部長會(huì)議的領(lǐng)導(dǎo)，計(jì)劃經(jīng)常趕不上變化，領(lǐng)導(dǎo)拍板并不比市場(chǎng)導(dǎo)向更科學(xué)，反應(yīng)更快，具有遠(yuǎn)見卓識(shí)，又敢于決策和負(fù)責(zé)的領(lǐng)導(dǎo)，也不是總能遇上。
▲戈?duì)柺部品蚓褪怯醒酃?，敢于決策和負(fù)責(zé)的領(lǐng)導(dǎo)
況且，蘇聯(lián)也有自己的軍工復(fù)合體，各部門很容易考慮自己的小集團(tuán)，維護(hù)既得利益，只想少干活，多分錢，阻止產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。斯大林雖然不在了，但他創(chuàng)下的體制實(shí)際上是被保留了，這個(gè)體制，有起步時(shí)集中力量辦大事的優(yōu)勢(shì)，也有低效遲滯，扼殺創(chuàng)新的劣勢(shì)，而后來者在這個(gè)基礎(chǔ)上修修補(bǔ)補(bǔ)，只能治標(biāo)不治本，最終一條道走到黑，把自己玩死了。
蘇聯(lián)在半導(dǎo)體上的失敗，不僅造成了今天俄羅斯的窘境，也給我們提了一個(gè)醒。中國也是后發(fā)國家，最初的國情和發(fā)展道路，與蘇聯(lián)是高度相似的，但命運(yùn)卻完全不同，就是因?yàn)橹袊×死洗蟾绲慕逃?xùn)，走上了改革開放的道路，成功利用了市場(chǎng)力量，緊跟國際先進(jìn)水平，沒有讓電子工業(yè)成為無底洞，這才有了殲20上，超越美國F22的先進(jìn)航電，翱翔中東的無人機(jī)，領(lǐng)先世界的5G芯片和規(guī)模龐大、經(jīng)濟(jì)效益顯著的半導(dǎo)體工業(yè)。
▲沒有馬偉明教授的魄力和行動(dòng)力，就沒003上領(lǐng)先美國的電磁彈射
當(dāng)然，歷史沒有終結(jié)，發(fā)展也沒有盡頭，我們今天的成就，從高鐵到飛機(jī)，從航母到火箭，那些成功的經(jīng)驗(yàn)，那些失敗的教訓(xùn)，都是我們繼續(xù)前進(jìn)的基石，未來的道路要怎么走，歷史就是一個(gè)非常直觀的參考維度，遇到困難和阻力，是求新求變，敢于突破，還是回避難題，繞道而行，相信大家都知道答案了吧。
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