美國軍用芯片供應(yīng)嚴重不足

美國軍用芯片供應(yīng)嚴重不足

據(jù)業(yè)內(nèi)人士和政府觀察員稱，美國由于缺乏對國內(nèi)生產(chǎn)能力的投資，美國國防部 (DoD) 可能需要數(shù)年時間才能擺脫對亞洲芯片供應(yīng)的依賴。

全球芯片短缺阻礙了洛克希德馬丁公司和雷神公司等國防部承包商提高俄烏戰(zhàn)爭武器生產(chǎn)的能力。

國防部還必須考慮到商業(yè)買家對代工晶圓的競爭，以及軍方對舊芯片架構(gòu)的過度依賴。

因此，人們開始擔心美國可能在長達 10 年的時間里難以應(yīng)對涉及臺灣的戰(zhàn)爭，具有諷刺意味的是，臺灣是制造商的大本營，這些制造商為美國國防部提供芯片。

科技投資公司 Murray Hill Group 的執(zhí)行合伙人 Mike Burns 表示，國防部可能需要十年時間才能建立可靠的國內(nèi)供應(yīng)鏈。問題是總部位于美國的英特爾能以多快的速度趕上臺積電，臺積電生產(chǎn) Altera 和 Xilinx現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)以及國防部在 F-35 戰(zhàn)斗機等武器系統(tǒng)中使用的其他芯片噴氣式飛機、導彈和指揮控制設(shè)備，他說。

可以肯定的是，臺積電在 12 月將其在亞利桑那州鳳凰城的總投資增加了兩倍多，達到約 400 億美元，該工廠將于 2026 年開始生產(chǎn) 3 納米節(jié)點。而蘋果和 AMD伯恩斯說，如果我們的目標是從臺積電在亞利桑那州的工廠購買芯片，那么該工廠不太可能成為國防部的供應(yīng)商。

臺積電經(jīng)常表示，其目標是將其最先進的生產(chǎn)技術(shù)留在臺灣，這家全球最大的晶圓代工廠生產(chǎn)了 90% 以上的芯片。該公司去年開始在臺灣推出其首款 3 納米芯片，比美國領(lǐng)先多年。

臺積電與其在美國雇用的一些工程師在亞利桑那州的工廠工作時遇到了文化沖突。伯恩斯指出，這一挑戰(zhàn)以及臺積電專注于為蘋果和 AMD 等大客戶提供服務(wù)，將使英特爾的小型代工服務(wù)更有可能成為國防部的供應(yīng)商。

“這將取決于英特爾，”他說?！坝⑻貭柎し?wù)可以制造比臺積電工藝落后一兩代的專用集成電路 (ASIC)。也許這彌補了差異?！?

多年前，英特爾收購了 FPGA 供應(yīng)商 Altera，后者使用臺積電制造易于修改但性能落后于 ASIC 的可編程芯片。國防部被迫依賴 FPGA，因為它找不到像臺積電或三星這樣的大型代工廠來為其武器系統(tǒng)制造定制 ASIC。

蘋果和 AMD 等商業(yè)客戶對代工晶圓的競爭削弱了像國防部這樣的小買家的購買力。伯恩斯說，即使總部位于美國的 GlobalFoundries 也將難以向國防部供應(yīng)芯片。

“GlobalFoundries 擁有大量推動產(chǎn)量的商業(yè)客戶。我們永遠不知道軍用晶圓的增加：這會持續(xù)多久？通常它們成本高、產(chǎn)量低，而且產(chǎn)量不可預測?！?

哈德遜研究所高級研究員 Bryan Clark說，美國軍方依賴遺留或較舊的芯片架構(gòu)，這些架構(gòu)并未廣泛使用，而且通常必須小批量生產(chǎn)。

“當芯片短缺時，制造這些芯片的公司可以賺更多的錢，為家電和汽車制造芯片，”他說。“如果國防部使用更多具有商業(yè)架構(gòu)的最先進芯片，并通過封裝或軟件對其進行調(diào)整，美國軍方將能夠利用商業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，并且不太容易受到芯片供應(yīng)中斷的影響?！?

美國以芯片出口管制措施制裁中國，中國也面臨著自己的供應(yīng)鏈問題。美國將中國視為“戰(zhàn)略競爭對手”，在 5G 電信和人工智能等技術(shù)領(lǐng)域構(gòu)成威脅。

洛克希德馬丁公司在 2022 年 10 月中旬的財報電話會議上表示，今年的銷售額與去年相比變化不大。隨著 Covid 大流行和供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)的持續(xù)影響，該公司預計將在 2024 年恢復增長。

雷神和洛克希德馬丁在美國經(jīng)營芯片工廠，這些工廠在DoD 可信賴的供應(yīng)商名單上。

CSIS 報告稱，國防部已請求國會批準為提高高機動火炮火箭系統(tǒng) (HIMARS) 和制導多管火箭發(fā)射系統(tǒng) (GMLRS) 的生產(chǎn)能力提供資金。

然而，該報告稱，該行業(yè)的一般立場是，國防部應(yīng)做出多年采購承諾，以證明行業(yè)對浪涌能力的投資是合理的。

CSIS 的一項研究檢查了國防工業(yè)基地在緊急情況下更換庫存的能力，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)項目的過程需要很多年。

據(jù) CSIS 稱，像 HIMARS 和 GMLRS 這樣的制導火箭非常有用，但數(shù)量可能有限。

CSIS 在報告中說：“迄今為止，美國生產(chǎn)了 55,000 枚火箭，估計庫存還剩 25,000 到 30,000 枚。” “如果美國將三分之一的庫存發(fā)送給烏克蘭，烏克蘭將收到 8,000 到 10,000 枚火箭。該庫存可能會持續(xù)數(shù)月，但當庫存耗盡時，別無選擇。年產(chǎn)量約為5,000臺。盡管美國正在努力增加這一數(shù)額，并且最近已為此撥款，但這將需要數(shù)年時間?！?

蒙哥馬利和鮑曼在防務(wù)新聞報道中指出，2015 年批準出售給臺灣的 200多 枚標槍導彈 和發(fā)射器以及 250 套毒刺系統(tǒng)尚未交付。蒙哥馬利是前美國海軍少將，現(xiàn)為保衛(wèi)民主基金會 (FDD) 的高級研究員。鮑曼是 FDD 軍事和政治權(quán)力中心的高級主任。

他們說，鑒于需要供應(yīng)烏克蘭并補充美國和盟國的庫存，預計在 2026 年或 2027 年之前交付是不現(xiàn)實的。

根據(jù) CSIS 的說法，美國軍隊的結(jié)構(gòu)不是為了打擊或支持長期沖突?！斑@本身應(yīng)該會在國家安全機構(gòu)中引發(fā)一些關(guān)于預算優(yōu)先事項的辯論?！?

國防部可能會指望英特爾提供“超越摩爾”的芯片，其中的附加值來自功能的異構(gòu)集成，例如模擬功能，這些功能不一定能根據(jù)摩爾定律擴展到更小的節(jié)點。

TechInsights 分析師 Dan Hutcheson稱：“美國的智能彈藥庫存已經(jīng)嚴重枯竭，而且它們主要依賴于超越摩爾解決方案。”

他說，英特爾將需要完成與以色列 Tower Semiconductor 的合并計劃，以滿足國防部的期望?！坝⑻貭柸匀恍枰瓿膳c Tower 的交易才能擁有完整的超越摩爾解決方案。這看起來每周延長的可能性越來越小?！?

Hutcheson 說，英特爾還必須讓 Tower 在以色列的晶圓廠獲得可信賴晶圓廠地位和 ITAR（國際武器貿(mào)易條例）的認證。

Intel Foundry Services (IFS) 在努力保持DoD 為最大客戶的過程中遭遇挫折。IFS 總裁 Randhir Thakur 于 11 月 22 日辭職。根據(jù)英特爾發(fā)言人 Jason Gorss 的說法，Thakur 將在今年第一季度留在 IFS，以確保順利過渡到下一任領(lǐng)導人。

芯片企業(yè)家伯恩斯表示，將像英特爾這樣的集成設(shè)備制造商轉(zhuǎn)變?yōu)榇S是很困難的?！叭亲龅搅恕SMC 是從頭開始構(gòu)建的，旨在為第三方設(shè)計師提供文化服務(wù)。他們提供了很多額外的好處，供人們留在他們身邊。轉(zhuǎn)換成本相當可觀?！?

美國眾議院常設(shè)情報特別委員會前主席邁克羅杰斯表示，國防部需要數(shù)年時間才能建立一個不依賴中國等亞洲國家的安全芯片供應(yīng)鏈。

“我們在美國確實有一些獨特的能力來生產(chǎn)高端芯片，但數(shù)量不是理想的，”羅杰斯說。“我們通過在世界各地的采購來補充這一點，其中中國占了很大一部分。如果微處理器的改動超出了規(guī)格，那么武器系統(tǒng)甚至不會在它應(yīng)該打開的時候打開，我們就會有一大群死去的水手、士兵或海軍陸戰(zhàn)隊員。我認為它讓我們變得脆弱嗎？”

羅杰斯指出，CHIPS 法案旨在解決其中一些漏洞。“這當然是一項有缺陷的法案，但它仍然是朝著正確方向邁出的一步，認識到我們必須擁有自己的能力。我們將不得不找出美國的正確產(chǎn)能平衡是什么，以防在我們真正需要這些芯片的地方發(fā)生某些事情，”他說。“我們受到人們放慢生產(chǎn)或關(guān)閉生產(chǎn)或生產(chǎn)延遲的影響。我們不應(yīng)該讓自己處于那種境地。我們將不得不放松它。這就是為什么你會看到大量資金用于芯片生產(chǎn)能力的投資，無論是與強大的盟友還是在美國本土。”

伯恩斯斷言，美國政府應(yīng)該將 520 億美元的 CHIPS 補貼中的一部分用于軍事芯片工廠，因為太多的錢可能會交給美光、德州儀器和臺積電。

“那么你沒有為 Raytheon、SkyWater 和 TSI Semiconductor 做任何改變，”他補充道。

“它們是艱難的商業(yè)模式。他們的投資者并沒有推入資金。一個大問題是生產(chǎn)的增長速度有多快?！?

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