俄罗斯芯片，还有戏吗？

1958年4月17日，布鲁塞尔世博会正式开幕，共有54个国家和国际组织参加，而苏联馆和美国馆相互毗邻且规模相当，也是世博园区上面积最大和最受关注的两个展馆。

早在前一年的10月，苏联就率先成功发射了第一颗人造卫星。布鲁塞尔世博会上的苏联展厅没有忘记展示这一令人瞩目的成就，人造卫星的一尊复制品被安置在展馆的显著位置，与此同时，展馆内还汇聚了众多的高科技成果，包括世界上第一座核电厂的模型和一艘核破冰船的模型。

与之相比，美国尽管已经在两个月前成功发射自己的第一颗人造卫星“探索者1号”，但在展馆中却未展示对应的卫星技术，甚至没有任何高科技产品，而是把重点放在了生活方式上，天天安排时装表演，彩色电视机放映着360°电影《美国之游》，充满了展示美国式生活优越性的例子。

苏联代表科技，美国代表生活，这应该是当时参观完展馆过后，绝大部分欧洲居民的想法，在世博会之外，美国赖以为傲的核技术已经被苏联攻克，太空竞赛中苏联也至少领先了好几个月，短短几年时间，苏联就完成了追赶者与被追赶者身份的转变。

不过苏联的科技领域里依旧存在着一片空白，这片空白在数十年后已经成长为千亿美元的产业，但在当时还远没有核弹卫星这般重要。

硅片城市

1947年，威廉·肖克利（William Shockley）、约翰·巴顿（John Bardeen）和沃特·布拉顿（Walter Brattain）成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管。

1958年，德州仪器工程师杰克·基尔比（Jack Kilby）发明了集成电路（IC），其将三种电子元件结合到一片硅片上，随后1959年仙童半导体罗伯特·诺伊斯Robert Noyce提交了平面工艺的专利，用铝作为导电条制备集成电路。

晶体管和集成电路的发明扫清了现代半导体的发展障碍，美国旧金山湾区的硅谷初具雏形，无数有志于半导体发展的科技人才汇聚于此，这里成为了世界的焦点。

而也正是在此时，意识到晶体管将改变制造、计算和军事力量后的苏联，开始在全国范围内兴建半导体工厂，但这并不足以改变与美国的客观技术差距，改变的契机始于苏联国家无线电电子委员会第一副主席亚历山大·肖金（Alexander Shokin）对苏联主席赫鲁晓夫的谏言：“想象一下，尼基塔·谢尔盖耶维奇，电视可以做成香烟盒那么大。”

苏联的半导体完全可以像核武器一样，实现弯道超车，这种设想一经提出，就吸引了包括赫鲁晓夫在内的苏联高层的目光，不懂技术的他们，自认为苏联的科学家并不逊色于美国，只要投入更多资金，反超也不过是时间问题罢了。

建设一座苏联版的硅谷，也成为了肖金的目标，经过缜密的考虑与抉择，苏联硅谷的最终选址放在莫斯科附近，一座名为泽列诺格勒的城市。

泽列诺格勒在俄语中意为“绿色城市”，最初是为了促进苏联纺织业的发展，而在1962年之后，它被重新设计成一个科学天堂。肖金希望它完美，有研究实验室和生产工厂，还有学校、日托所、电影院、图书馆和医院，这些都是半导体工程师所需要的，靠近中心的是一所大学——莫斯科电子技术学院，其砖墙立面模仿了英国和美国的大学校园。从外面看，这座城市就像硅谷，只是少了一点阳光。

硅谷有了，接下来就是要生产什么的问题了，苏联没有肖克利也没有基尔比，只能沿着美国的路继续往前，简而言之就是借鉴，也可以说是照抄。

1963年，克格勃成立了一个新的部门——T局，T即Technology，代表技术，它唯一的使命，就是从国外窃取最新的科学技术，其下设了200余人的“X线”小组，专门负责与东欧各社会主义国家的情报机构联手，以各种代表团的名义，从欧美等西方国家获取先进技术情报。

可能有人会问，苏联不能与西方展开正常的贸易与技术交流吗？还真不能。1949年11月，为了加强对苏联的技术封锁，在美国的提议下，美国与西欧国家秘密成立巴黎统筹委员会，正式名称为“对共产党国家出口管制统筹委员会”，简称“巴统”。巴统的宗旨是限制成员国向社会主义国家出口战略物资和高技术，列入禁运清单的有军事武器装备、尖端技术产品和稀有物资等三大类上万种产品。

在泽列诺格勒兴建的同一时间，一位名叫鲍里斯·马林（Boris Malin）的苏联学生从宾夕法尼亚州学习一年后回来，他的行李箱里装着一个小东西——德州仪器的SN-51芯片，是美国销售的首批集成电路之一，其由一组基于电阻-电容-晶体管技术的六位数字逻辑电路构成，功耗更低，采用较小的扁平封装，NASA所发射的探索者18号正是搭载了这款芯片。

从苏联的角度来看，SN-51这款芯片至关重要，肖金把一群工程师叫到办公室，让他们把芯片放在显微镜下，通过镜头观察，“复制它，一一对应，不能有任何偏差。我给你们三个月的时间。”肖金命令道。

这种复制战略在早期取得了还算不错的成效，尤其是苏联科学家的水平并不逊色于西方国家——若列斯·阿尔费罗夫（Zhores Alferov）与基尔比共享了2000年的诺贝尔物理学奖，他于1963年率先提出半导体双异质结构，成为了半导体激光器的理论基石。

但这种战略并不具备可持续性，早期结构简单的集成电路可以努努力花点时间就搞出来，但在摩尔定律持续生效的情况下，芯片上的晶体管数量几乎是呈指数级的发展，当苏联花一两年时间完美复制一款芯片时，芯片公司早就推出了对应的升级款，只要美国硅谷不自己停下来，那么苏联硅谷生产的芯片就会永远落后上几年。

当然，这仅仅泽列诺格勒面临的问题之一，更大的困境是半导体设备，尤其是需要大规模生产之际，苏联在设备上的短板就愈发突出，因此T局除了要搜集技术和芯片外，还得负责偷运设备：美国中央情报局声称，苏联几乎已经获得了半导体制造所需的所有设备，包括900台用于制、备原材料的西方机器，800台用于光刻和蚀刻的机器，以及300台用于掺杂、封装和测试芯片的机器。

有了设备也不是一劳永逸的事情，设备会老化会出故障，此时不光需要维修人员，还需要专门的备件，而想要获取这部分备件的难度，并不比偷一台设备容易多少。

此外，由于苏联在材料上也受到了制裁，虽然它本身并不缺少各类矿产，但半导体所需的材料和未提炼的矿石完全是两码事，其制备的方法与成品的纯度都是一个大难题。

克格勃T局可以利用中立的奥地利或瑞士的空壳公司绕过“巴统”限制，提供一部分设备和材料，但想要大规模生产芯片，这点东西无异于杯水车薪，泽列诺格勒的半导体工厂经常不得不使用不太复杂的机器和不太纯净的材料，如此一来，芯片的良率也就可想而知了。

即使面临着一大堆的困难，但为了维持半导体工厂的运转，苏联也只能无奈地延续复制战略，到了20世纪80年代初，克格勃雇用了大约1000人来搜集外国技术，在苏联驻旧金山领事馆中，就有一支60名特工组成的团队，他们会从硅谷科技公司那里直接偷走芯片，或者从黑市上购买由小偷提供的芯片，比如1982年在加州被捕的“独眼杰克”，他被指控将芯片藏在皮夹克里，从英特尔工厂偷走芯片。

大国崩塌

苏联半导体最终也没迎来属于自己的辉煌。

1970年代末，克格勃T局上校维特洛夫被法国策反，从1981年初到1982年初这段时间，他陆续泄露了4000多页有关克格勃''T局”的机密资料，维特洛夫的代号叫“告别”，而这4000多页文档，就叫“告别档案”。

1981年7月，刚当选法国总统不久的密特朗，在加拿大渥太华参加七国峰会期间，向美国总统里根转交了“告别档案”，其中详细展示了苏联科技间谍是如何从西方窃取航母、飞机、雷达、计算机、半导体等领域的大量技术，以及如何通过白手套公司来获得西方关键技术和禁运高科技产品的，显示了苏联打入西方实验室、工厂和科研机构的广度和深度。

苏联还列了一份“关键技术清单”，而清单中的2/3，已经被克格勃T局收入囊中。

该事件引发了一系列的连锁反应。1982年1月，里根签署行政令，一方面加强了对先进技术的海关检查，另一方面批准中情局对苏联实施科技领域的反间谍行动，到1985年，美国查获了价值约6亿美元的货物，并导致约1000人被捕。当谈到半导体时，里根政府声称已经阻止了“美国技术向苏联的大出血”。

而随后发生的西伯利亚天然气管线大爆炸，彻底让苏联半导体的复制战略走向了末途。

1982年初，全长4500公里的苏联泛西伯利亚天然气管线进入安装阶段，计划将西伯利亚乌廉戈气田的天然气，输送到乌克兰西部，由于管线系统运行十分复杂，为了控制各种阀门，调度输气量，需要一种名为SCADA的自动控制软件。

由于法德被美国勒令不得出口该软件，于是克格勃T局再次出动，派遣“X条线”的特工，潜入加拿大并窃取了一套SCADA软件，但克格勃没料到的是，这套软件早已被做了手脚。

“管理气泵、涡轮和阀门运作的管道软件程序，过了一段正常运作时期后，便重新设定气泵速度和阀门的运转参数，产生超出输油管连接和焊接部位能够容忍的压力强度。”美国前国安成员托马斯·里德在回忆录里写道。

1982年6月，泛西伯利亚天然气管线运转不久，就因为这套软件发生了一场大爆炸，爆炸产生的破坏力相当于3000吨TNT炸药，爆炸当量约等于美国在日本广岛所投原子弹的1/4。

这场爆炸不仅令苏联失去换取外汇的机会，重创了国内经济，也把克格勃T局推上了风口浪尖，大家开始怀疑之前窃取的西方技术，一些工程被迫停了下来，数千名苏联科学家为此提心吊胆，而半导体发展也陷入了停滞。

而雪上加霜的是，1982年11月，美国与欧洲达成协议，建立了针对苏联的联合科技协调机制。不久，西方统一行动，驱逐了将近150名苏联技术间谍，光是法国就驱逐了47名，其中大部分为从事科技情报活动的克格勃T局成员，唯一获取先进技术的口子也被掐灭了。

1987年，苏联领导人米哈伊尔·戈尔巴乔夫（Mikhail Gorbachev）专程访问了泽列诺格勒，并呼吁“加强纪律”，但纪律对于半导体这样的科技领域来说又能有什么用处呢？苏联大幅落后的半导体产业已经不是几百个特工、上千位科学家能挽救的了。

需要说明的是，即使在这样恶劣的情况下，科学家和技术人员们依旧在寻找各种可能性：90年代初，泽列诺格勒的工厂开始利用通用逻辑阵列开发80486兼容机，遭遇失败后转向了FPGA的开发，而作为该问题出现的关键EDA软件，也被纳入到了苏联的考量范围中，甚至进入到了测试阶段……

很可惜，种种努力最后随着1991年12月的苏联解体而烟消云散，关于半导体的种种遗憾延续到了它的继任者俄罗斯身上。

半导体之梦

对于如今俄罗斯来说，谈论芯片用产业来形容多少有点奢侈。

专业机构ImportGenius提供的从2017年到2021年7月的146000条海关记录显示，2021年上半年，俄罗斯仅进口了4000万美元的芯片，一年预计在1亿美元左右，相比于全球全年5000亿美元的市场规模，几乎没有太多存在感。

那么俄罗斯的芯片到底表现如何呢？

目前俄罗斯有两家主要的晶圆厂，分别是Mikron和Angstrem公司，前者提供65-250纳米制程工艺加工能力，后者（2019年破产重组）提供90-250纳米制程工艺，拥有8英寸晶圆厂，两家公司都以提供军用、航天和工业领域的产品为主。

而无晶圆厂的芯片设计公司也有三家规模较大的，分别为Baikal、YADRO和MCST（Moscow Center of SPARC Technologies），其中Baikal与MCST均有研发成功并量产的处理器。

Baikal成立于2012年，是俄罗斯超算公司T-Platforms的子公司，它在2015年发布的Baikal T1处理器，是一款采用MIPS P5600 Warrior架构核心的SoC，集成了内存、硬盘、总线控制器，总功耗仅有5W，2016年在台积电以28nm工艺流片后量产了约10万颗，算是俄罗斯芯片设计发展的一个里程碑。

后续Baikal开始转向ARM架构，推出了Baikal-M和Baikal-S系列处理器，前者基于28nm的ARM Cortex A57内核，后者基于16nm的ARM Cortex A75内核。

不过可惜的是其也受到了美国制裁的影响，在2022年后几乎没有推出过新的处理器，而母公司T-Platforms也在2022年10月宣布破产，大部分资产被拍卖，Baikal处理器的后续发展依旧是一个大问题。

MCST的历史较为悠久，其源于苏联时期的列别杰夫精密机械和计算机工程研究所，后者早在1971年就参与研发了第四代苏联计算机Elbrus 1，MCST在原来的基础上，研发了Elbrus和SPARC这两种基于两种不同指令集架构（ISA）的微处理器，其在2014年推出了Elbrus-4S 处理器，是俄罗斯首批上市的八核处理器。

比较有意思的一点是，Elbrus系列的处理器提供了x86模拟器的功能，通过x86兼容层，它能支持Windows XP和其它x86兼容操作系统，根据报道，MCST预计将于2025年推出Elbrus-32S，基于7nm打造，针对包括服务器、存储系统和高性能计算等应用场景设计，不过Elbrus处理器同样需要台积电代工，目前受到制裁后也无法正常量产，

事实上，俄罗斯芯片产业即使没有受到美国的制裁，也早已风雨飘摇，恶劣的环境下难以成长起规模较大的厂商，Baikal就是例子，而MCST这样背靠政府的企业虽然不断能推出新产品，但除了军事用途外，几乎不可能在民用市场中占据一席之地。

只能说，在经历苏联解体的动荡后，俄罗斯能保存这样几家公司已经是一个奇迹，而想要进一步发展半导体，付出的努力必然要数倍于其他国家。

但好消息是，俄罗斯除了继承了苏联薄弱的半导体产业外，也继承了它的一部分不认输的精神，既然没办法用台积电的光刻机，那就选择自己造，目前俄罗斯已经开始研发用于生产芯片的微影光刻机。

俄罗斯工业和贸易部副部长Vasily Shpak 在接受媒体访问时指出，2024 年将开始生产350 nm微影光刻机，2026年启动用于生产130 nm制程芯片的微影光刻机，生产将在莫斯科、泽列诺格勒、圣彼得堡和新西伯利亚的现有工厂进行。

Vasily Shpak用一句话概括了为什么俄罗斯会选择造光刻机：“一个简单的逻辑，如果没有半导体主权，那就没有技术主权。”

从上世纪60年代的苏联到如今的俄罗斯，在冷战前也在冷战后，一直有个梦想，这个梦想不仅仅是飞机坦克大炮里的芯片，也包括了普通俄罗斯平民所需电子设备里的芯片，克格勃的特工混迹于硅谷各大公司，无数科学家在泽列诺格勒这座城市里夜以继日，打响一场没有硝烟、赢得概率微乎其微的战争。

你认为，俄罗斯能造出属于自己的芯片吗？

本文来自微信公众号：半导体行业观察 （ID：icbank），作者：邵逸琦