Война чипов. Борьба за самую важную технологию в мире

Подобно тому, как во времена холодной войны все решали электроны, скачущие по компьютерам наведения американских ракет, бои будущего могут вестись в электромагнитном спектре. Чем больше вооруженные силы мира будут полагаться на электронные датчики и средства связи, тем чаще им придется бороться за доступ к пространству спектра, необходимому для передачи сообщений или обнаружения и отслеживания противника. Мы еще только получили представление о том, как будут выглядеть операции с электромагнитным спектром в военное время. Например, в войне против Украины Россия использует различные радиолокационные и сигнальные глушилки. По имеющимся сведениям, российское правительство также блокирует сигналы GPS в районе официальных поездок президента Владимира Путина, возможно, в качестве меры безопасности. Не случайно DARPA проводит исследования альтернативных навигационных систем , не зависящих от сигналов GPS или спутников, чтобы американские ракеты могли поражать цели даже в случае выхода из строя систем GPS.

Битва за электромагнитный спектр станет невидимой борьбой, которую будут вести полупроводники. Радар, глушилка и связь управляются сложными радиочастотными микросхемами и цифро-аналоговыми преобразователями, которые модулируют сигналы, используя открытое пространство спектра, посылают сигналы в определенном направлении и пытаются запутать датчики противника. Одновременно мощные цифровые микросхемы запускают внутри радара или глушилки сложные алгоритмы, которые за миллисекунды оценивают принимаемые сигналы и принимают решение о том, какие сигналы посылать. На карту поставлена способность военных видеть и общаться. Автономные беспилотники не будут иметь большого смысла, если аппараты не смогут определить, где они находятся и куда направляются.

Военные действия будущего как никогда будут зависеть от микросхем - мощных процессоров для выполнения алгоритмов искусственного интеллекта, больших чипов памяти для обработки данных, идеально настроенных аналоговых микросхем для восприятия и воспроизведения радиоволн. В 2017 году DARPA запустило новый проект под названием Electronics Resurgence Initiative, призванный помочь создать следующую волну технологий производства микросхем, имеющих военное значение. В некотором смысле возобновление интереса DARPA к микросхемам естественно вытекает из его истории. Оно финансировало ученых-первопроходцев, таких как Карвер Мид из Калифорнийского технологического института, и стимулировало исследования в области программного обеспечения для проектирования микросхем, новых методов литографии и транзисторных структур .

Тем не менее, DARPA и правительству США сейчас как никогда трудно определять будущее чип-индустрии. Бюджет DARPA составляет пару миллиардов долларов в год, что меньше, чем бюджеты на НИОКР большинства крупнейших компаний отрасли. Конечно, DARPA тратит гораздо больше средств на далеко идущие научные идеи, в то время как такие компании, как Intel и Qualcomm, тратят большую часть своих средств на проекты, которым осталось всего пару лет до реализации. Однако в целом правительство США покупает меньшую долю мировых чипов, чем когда-либо прежде. В начале 1960-х годов правительство США закупало почти все интегральные схемы, выпускавшиеся компаниями Fairchild и Texas Instruments. К 1970-м годам эта цифра снизилась до 10-15%. Сейчас это около 2% американского рынка микросхем. Как покупатель микросхем, генеральный директор Apple Тим Кук имеет большее влияние на отрасль, чем любой представитель Пентагона на сегодняшний день.

Производство полупроводников настолько дорого, что даже Пентагон не может позволить себе заниматься этим собственными силами. Раньше Агентство национальной безопасности имело завод по производству микросхем в своей штаб-квартире в Форт-Миде (штат Мэриленд). Однако в 2000-х годах правительство решило, что продолжать модернизацию в соответствии с законом Мура слишком дорого. Сегодня даже разработка передового чипа, которая может обойтись в несколько сотен миллионов долларов, является слишком дорогой для всех, кроме самых важных проектов.

Как американские военные, так и государственные шпионские агентства передают производство своих микросхем "надежным литейным заводам". Для многих типов аналоговых или радиочастотных микросхем, где США обладают потенциалом мирового уровня, это не представляет сложности. Однако когда речь заходит о логических микросхемах, возникает дилемма. Производственные возможности Intel находятся чуть позади передового уровня, хотя компания производит микросхемы в основном для своих собственных ПК и серверов. В то же время TSMC и Samsung держат свои самые передовые производственные мощности на Тайване и в Южной Корее. Значительная часть сборки и упаковки микросхем также осуществляется в Азии. Поскольку Министерство обороны стремится использовать больше готовых компонентов для снижения стоимости, оно будет закупать еще больше устройств за рубежом.