为什么同样都是超级大国，苏联半导体却干不过美国
杨叔洞察，以理服人，大家好我是主编杨叔。前段时间，有媒体公布了俄罗斯海雕-10无人机的拆解视频，发现，摄像模块是佳能相机，接收芯片是德国的，通信芯片是美国的，连定位芯片都是瑞士产的GPS，俄罗斯的电子工业让人大跌眼镜，与他的大国地位十分不匹配。
但是大家也别惊讶，这其实是俄罗斯的老毛病了，而且还是从苏联那儿继承下来的老毛病。比如米格25，飙起高速来，连响尾蛇导弹都追不上，可是，它的机体是不锈钢的，航电用的是音响里面那种电子管。今天我们看到这个事，可能会嘲笑，这么大一个国家，武器竟然是用这么落后科技拼凑起来的，但是，这个问题我们得多想一层，为什么同样都是超级大国，苏联却搞不定半导体这么个小玩意儿？今天咱们就来剖析一下这背后的原因。
其实任何现实问题，背后都有其历史成因，跟我们的印象相反，苏联的电子工业开始时并不落后，甚至还一度领先美国。
时间回到20世纪20年代，苏联建国那会儿，他的工业只有美国的1/8，重工业几乎为零，还有一大半人是文盲，斯大林为了快速赶上西方，在1928年开始了一五计划。工业化的原始积累可以用工农业剪刀差，让农民勒紧裤腰带来解决，但技术只能引进。恰好，在这个时候，欧美爆发了经济危机，产品和技术过剩，急于找市场，而苏联又急需设备和技术，双方正好一拍即合，给了苏联抄底的机会。就这样，1000多家美国企业向苏联出口了机器设备和工业技术，苏联的工业体系，包括三大钢铁厂，以及燃料、汽车、飞机等70多个领域，都是在美国工程师的帮助下搭建起来的。这个工业转移的规模，堪比50年代苏联对中国的156项工程！斯大林也并不否认这一点，他在二战后对美国大使说，苏联2/3的工业是美国帮助建成的。
跟我们后来对苏联领导人老迈腐朽的印象相反，当时的苏联领导层，眼光是很超前的，他们从工业建设中深刻认识到了基础学科的作用，给基础科研提供了尽可能多的支持，其中当然也包括电子科学。有了这些保证，苏联科学家当然就可以大干一番了。在20年代，他们就用硅材料建立了类似三极管的系统，到了30年代，苏联物理学家约飞还做出了一个神预言，半导体才是电子技术的未来，还提出了“阻挡层”的概念，这可是几十年后集成电路的理论基础。
这位约飞，就是苏联电子工业和物理学的奠基人，直到今天，圣彼得堡还有用他名字命名的研究所，相当于苏联的钱学森，不仅培养出了好几位诺贝尔物理学奖得主，还组建起了16个物理研究所，可以说，苏联的电子工业一起步，就是世界先进水平。
那时间来到了二战后，苏联刚刚从战争中恢复，按理说应该把重点放在休养生息上，但斯大林仍然加大投入，继续发展包括电子科学在内的基础学科。因为他已经预判到冷战的来临，时间不等人，发展才是硬道理，苏联必须要走出自己的路。
就这样，在冷战初期，依靠举国体制的优势，苏联电子工业的水平与美国不相上下。这个时候，双方都在发展各种千奇百怪的武器装备，对电子计算机的需求越来越大。1946年，美国发明了世界上第一台电子计算机，而四年后，苏联的计算机就超过了它。美国需要1万8千个电子管，超过20小时就要换管子，诞生以来有一半时间都在停工换零件，而苏联只用不到6000根，不仅性能接近，计算效率还更高，寿命也更长，更稳定，更耐用。
1954年，美国发明了世界首台全晶体管计算机，苏联也同样在四年后就拿出了同类产品。此时的晶体管材料用的不是硅，还是锗，相比电子管没有明显优势，美苏都是两个路线同时发展。苏联科学院院士阿夫迪夫，率先实现了电子管小型化，性能远超美国，还能量产，而美国的同类产品还在实验室里。这个突破，让苏联在太空竞赛中赢得先机，他发射的人类第一颗人造卫星，斯普特尼克一号，用的就是电子管电路，相关计算也是用电子管计算机算的。这一下，让美国大受刺激，甚至都开始怀疑是不是自己的体制有什么问题，美国的科幻小说家阿瑟·克拉克就说，苏联卫星一上天，美国就沦为二流国家了。
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到了1956年，苏联已经将锗基晶体管用在军事和工业上了，多台超级计算机接连领先美国，电子工业的规模也很大，由科学院和大学牵头，全国建了多个半导体研究所，仅列别捷夫物理研究所 和 无线电工程电子学研究所，诺贝尔奖得主就超过六个。赫鲁晓夫还专门在莫斯科郊外的 泽列诺格勒市 建了苏联版硅谷，共计十万人，其中包括两万多名科学家和工程师，直到现在，这里仍然是俄罗斯最大的集成电路研究和制造基地。
此时，美苏都发现锗基芯片有缺陷，硅基芯片是更好的选择，但对材料加工和提纯的要求更高。这个时候，美苏的分水岭出现了，鉴于过去“资敌”的教训，这次美国提高了警惕，严格限制技术输出，这就让苏联在这条新赛道上失去了引进的可能，然而仅靠自己又无法完成硅材料的提纯，良品率还不到20%，暴露出了材料科学上的短板。另一边，原来的锗基芯片，技术成熟，好加工、成本低，马上就能用，这就让急于发展航空航天的苏联，基本放弃了硅基这条路，把锗定为了未来的半导体材料，直到1964年都没大规模生产硅基芯片，后来还是从日本三城株式会社，买到18寸单晶体熔炉才搞定的。而美国凭借先发优势，在硅基芯片上已经领先一步，双方的差距就从这里拉开了。
但是，我们也不能说当时的苏联领导人有多蠢，而是他们经过权衡后，不得不这样选。因为硅材料是个全新的技术路线，但又不是苏联的原创，又不能引进，起步就差了一着，实操层面的科学家和工程师，迫于项目KPI的压力，拖不起时间，更不敢冒险，只能用老办法，成熟，保险，还快，那就这么干吧，这就是所谓的路径依赖了。
比如发射的第一颗人造卫星，用什么电路，那也是讨论过的，硅基不成熟，用不了，锗基又比较挑温度，只有电子管，技术成熟，性能稳定，为了抢第一，那就是电子管了。
再往后，苏联在集成电路上又差了一步。美国刚开始发展集成电路，苏联就通过克格勃知道了，但没有跟进，是苏联的相关决策者愚蠢和外行吗？恰恰相反，他们对晶体管集成电路进行过仔细研判，发现，要搞集成电路，要上新设备，制作硅晶的真空环境花钱很多，时间很长，财政根本负担不起，与美国的激烈竞争也等不起，就没有把自己仅有的本钱往希望不大的方向上投资。因为他们知道，苏联阵营的造血功能很差，他们花的每一分钱，都得靠卖油卖气，只够发展航空航天，搞军备竞赛，集成电路实在是没钱了。况且，回头再一想，电子工业嘛，本来就是保障航空航天的辅助角色，即使不搞先进技术，依靠电子管，科学家们也一样能实现目标啊。
所以从这个时候开始，美苏的差距就越拉越大了。1962年，美国为民兵1和民兵2导弹研制了22套集成电路导引头，虽然没用上，但都成了技术储备，两年后终于用在了民兵3上。从这以后，美国半导体就按摩尔定律发展了。而苏联70年代的镇国重器，撒旦洲际导弹用的还是电子管，比美国晚了近10年。
不过，这个时候的苏联，还能依靠数学，用系统工程的办法弥补基础科学的不足，用电子管电路实现芯片的功能，某些性能还能超过集成电路。但到了70年代中期，这种法子就不管用了，因为电子管无法再缩小。要到达同样性能，用电子管搭出的设备，就非常笨重，所以才有了米格25那种傻大黑粗的雷达。苏联1984年推出的厄尔布鲁士2计算机，使用的芯片，虽然速度和美国差不多，但却是用20多颗芯片并联实现的，而美国只用一颗芯片就够了，在S300和S400上，要实现脉冲多普勒效应，只能用 他激晶体振荡器这种模拟电路，它平时不震荡，只有接收中频信号后才震荡，相当于一个外挂，用来替代高端芯片。所以表面上苏联能拿出与美国指标相当的武器，但核心技术非常落后。
造成这一情况的根本原因还是因为，苏联基于现实压力，只能用设计上的投机取巧绕过基础科研的瓶颈，因为军品是用来打仗的，苏联造武器的思路都是一次性的消耗品：性能落后没关系，只要数量够，T-34也能淹了虎式。
而只有中间的科研人员知道怎么回事。但他没有决定权，又被KPI压制，不得不在米格25的思路里边打转。虽然用落后技术搭出一个指标不低的东西，也是一种本事，但毕竟不是长久之计。
那苏联是因为缺钱没发展集成电路，美国为什么就不缺钱呢？其实，美苏在政府层面上，对科研的投入都不吝啬，6成研发和8成项目资金都是政府掏的，甚至苏联政府支持还更大，但美国除了有政府支持，还有市场这个造血工具，形成了政府托底-科学家研发-商业公司变现的良性循环。苏联没有民用市场变现，发展半导体没有经济收益，政府投资全部扔进了无底洞。可以说，两个国家不同的经济体制和经济基础，最终导致了不同的发展道路。这就是我之前安225那集说的：就算安225没解体，苏联也不会量产，因为无法完成经济闭环。
另外在咱们印象中，手机是美国摩托罗拉1973年发明的，但实际早在1958年，苏联工程师就搞出过类似的东西了，像触摸屏，三进制计算机，苏联也发明过，却全都是昙花一现。美苏都发展航天，但美国从航天工程中发展出了脱水蔬菜，真空包装，电磁炉，这些衍生技术，利用市场，把研发成果变现了，形成了科研、经济、市场之产的良性循环。苏联在这方面却做的很差，除了俄罗斯方块。
不过，后来有部分苏联领导人意识到了这个短板，想仿效美国，借助市场力量振兴电子工业。但这时，苏联的集成电路已经大幅落后，怎么办呢?老办法，山寨!就是直接搞来人家的芯片，把外壳打开，用光学显微镜看内部结构，然后搞出图层照片，照猫画虎。表面上，这样干速度很快，但山寨就是山寨，知其然不知其所以然，芯片设计和制造的能力并没有实际上的提高，更无法修改芯片设计，人家有了你才能仿，始终落后一步，没量产就过时。而且，当精度从1.5微米提升到1.2亚微米后，电子击穿的问题就没法解决了，再加上计划经济体制下的苏联企业，反应迟钝，效率低下的老毛病，山寨出来的芯片问题很多，根本没人愿意用。模仿苹果2的玛瑙电脑，克隆IBM的搜索牌电脑，苏联版的任天堂游戏机和东芝电脑，销量连美国的零头都不如。苏联13万所学校和研究所，电脑缺口近百万台，宁愿每年从台湾进口，也不愿用国产货，可见差的不是一点半点。
所以，市场化不是拿到市场上卖那么简单，还要根据消费者和市场需求，不断进行升级迭代，才能源源不断卖出去。一件产品，我们可以看成是人类智慧进化在另一个维度上的体现。市场竞争相当于自然选择。一个产品，投入市场，赚回来钱，完成了经济闭环，相当于完成了生物繁殖，获得市场反馈后产品迭代升级，再投入下一个循环，就像物种基于突变完成进化。而这一切的前提首先是你的产品能够在市场竞争中胜出，而且有足够数量的样本去试错，在市场选择中向更“对”的方向进化。半导体产业就是这样：用户只会选择最新产品，
技术越先进，更多人的买，产量上去了，单价就下来；越先进反而越便宜。而苏联产品不仅技术落后，毛病多，价格还死贵，最终完全失败。而且那些垄断巨头还会形成正向循环：用利润投入新技术研发，形成产业壁垒，后来者的追赶呈几何难度增加。
当然苏联的电子工业，也有成果，那就是培养出了大量人才。美国小学生每年上180天课，苏联上213天。洪堡教育模式，工业化生产技术人员，苏联中学生接受的数理化生教育，比美国大学生还多，每年培养的科学家和工程师比美国多一倍。苏联超级电脑之父，鲍里斯•巴贝扬的助手，彭特科夫斯基，后来就跑到美国去了，成为英特尔的首席工程师，设计出的奔腾3芯片，让英特尔进入黄金年代。所以咱们今天看到的很多互联网产品，看起来是美国的，实际上源头在苏联，只是没在苏联开花，跑到美国才结了果。有这么强的人才基础，却没能善加利用，最终成就了死对头，实在是令人惋惜啊。
现在回头看，苏联在半导体和集成电路上的失败是难以避免的，因为决定产业发展的主体不是市场，不是企业，而是部长会议的领导，计划经常赶不上变化，领导拍板并不比市场导向更科学，反应更快，具有远见卓识，又敢于决策和负责的领导，也不是总能遇上。况且，苏联也有自己的军工复合体，各部门很容易考虑自己的小集团，维护既得利益，只想少干活，多分钱，阻止产业转型。斯大林虽然不在了，但他创下的体制实际上是被保留了，这个体制，有起步时集中力量办大事的优势，也有低效迟滞，扼杀创新的劣势，而后来者在这个基础上修修补补，只能治标不治本，最终一条道走到黑，把自己玩死了。
苏联在半导体上的失败，不仅造成了今天俄罗斯的窘境，也给我们提了一个醒。中国也是后发国家，最初的国情和发展道路，与苏联是高度相似的，但命运却完全不同，就是因为中国吸取了老大哥的教训，走上了改革开放的道路，成功利用了市场力量，紧跟国际先进水平，没有让电子工业成为无底洞，这才有了歼20上，超越美国F22的先进航电，翱翔中东的无人机，领先世界的5G芯片和规模庞大、经济效益显著的半导体工业。
当然，历史没有终结，发展也没有尽头，我们今天的成就，从高铁到飞机，从航母到火箭，那些成功的经验，那些失败的教训，都是我们继续前进的基石，未来的道路要怎么走，历史就是一个非常直观的参考维度，遇到困难和阻力，是求新求变，敢于突破，还是回避难题，绕道而行，相信大家都知道答案了吧。
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