軍用電子元器件自主可控工作的研究分析

摘要：本文討論的重點(diǎn)是軍用武器裝備領(lǐng)域，替代引進(jìn)產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化元器件的重要性，針對(duì)國(guó)產(chǎn)元器件發(fā)展現(xiàn)狀，分析了電子元器件自主可控工作中遇到的困難，并且提出了推動(dòng)自主可控工作的措施建議與實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：武器裝備;元器件;自主可控;分析;對(duì)策

軍用武器裝備的質(zhì)量和壽命是由設(shè)計(jì)、研制生產(chǎn)和試驗(yàn)全過(guò)程的質(zhì)量決定的，而電子元器件的質(zhì)量又是整個(gè)裝備質(zhì)量的基礎(chǔ)，直接影響武器裝備的性能和功能。由于我國(guó)電子元器件工業(yè)相對(duì)溥弱，武器裝備中的某些核心元器件、高端通用芯片長(zhǎng)期依靠進(jìn)口。但近些年來(lái)，隨著國(guó)際局勢(shì)的演變，西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)的出口管制愈演愈烈，經(jīng)常采用禁運(yùn)等方式限制進(jìn)口元器件，這就導(dǎo)致了很被動(dòng)的局面，因元器件供應(yīng)鏈缺失而產(chǎn)生停產(chǎn)斷檔、生產(chǎn)保障困難等一系列問(wèn)題，核心元器件、核心技術(shù)長(zhǎng)期受制于人，從而遏制了我國(guó)在軍事領(lǐng)域的發(fā)展。因此，具備電子元器件自主可控能力在國(guó)防武器裝備建設(shè)過(guò)程中舉足輕重。

1.國(guó)產(chǎn)元器件發(fā)展現(xiàn)狀

從1906年德福雷斯特發(fā)明出第一支三極管到1958年基爾比研制出第一塊集成電路，國(guó)外的元器件發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)內(nèi)。但一些進(jìn)口元器件，尤其是高性能的集成電路，我國(guó)缺乏相應(yīng)的測(cè)試手段，部分進(jìn)口元器件還存在信息安全、質(zhì)量控制等方面的隱患，又由于禁運(yùn)會(huì)導(dǎo)致元器件斷檔。因此國(guó)家有關(guān)部相繼制定了一些管理辦法，旨在推動(dòng)電子元器件的自主發(fā)展，促使各類(lèi)元器件實(shí)現(xiàn)自主可控。

國(guó)產(chǎn)元器件工業(yè)起步較晚，缺乏高端人才，在功能、性能、可靠性等方面與進(jìn)口器件還是存在明顯的差距，在元器件生產(chǎn)能力、周期和價(jià)格方面也存在一定的劣勢(shì)。以芯片為例，在過(guò)去較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)軍用芯片的研制往往只能參照進(jìn)口芯片的功能，在已知接口的基礎(chǔ)上，采用逆向倒推的方法實(shí)現(xiàn)功能上的仿制，但各項(xiàng)性能參數(shù)、穩(wěn)定性等技術(shù)指標(biāo)基本很難達(dá)到需求，并且設(shè)計(jì)、制造設(shè)備和工藝水平等都較為落后，大多數(shù)高端核心芯片仍依靠進(jìn)口。據(jù)中國(guó)海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021年集成電路進(jìn)口金額高達(dá)27934.8億人民幣（約合4397億美元），同比2020年的3500億美元，増長(zhǎng)了25.6%。

從以上圖表數(shù)據(jù)來(lái)看，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)依然較為依賴(lài)國(guó)際市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)化率不足，形勢(shì)嚴(yán)峻。

2.自主可控工作的困難及分析

電子元器件自主可控是指在研發(fā)、生產(chǎn)和保障環(huán)節(jié)主要依靠國(guó)內(nèi)科研生產(chǎn)力量，在關(guān)鍵元器件、核心技術(shù)、配套軟件等方面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。雖然有關(guān)部門(mén)已經(jīng)采取了相應(yīng)的措施，自主可控工作也取得了一定的成效，但在實(shí)踐過(guò)程中仍然存在一些困難。

2.1 研制進(jìn)度與裝備生產(chǎn)進(jìn)度沖突

元器件國(guó)產(chǎn)化需要考慮諸多因素，可靠性、一致性、穩(wěn)定性等，從設(shè)計(jì)到各級(jí)統(tǒng)計(jì)上報(bào)，將需求傳遞給生產(chǎn)，加工完成后還需進(jìn)行大量的鑒定、應(yīng)用驗(yàn)證等工作，最終設(shè)計(jì)定型。周期往往會(huì)很漫長(zhǎng)，至少需要兩、三年研制時(shí)間，對(duì)于一些難度較大的大規(guī)模集成電路，可能需要五年甚全更長(zhǎng)時(shí)間。但裝備型號(hào)更新?lián)Q代日漸頻繁，研制周期越來(lái)越短，很難滿(mǎn)足裝備生產(chǎn)的進(jìn)度要末，而且很多國(guó)產(chǎn)化器件剛研制成功，就面臨國(guó)外更新產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)。

2.2 兼容性與可靠性問(wèn)題

軍用武器裝備一般要求元器件在國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口維修。但由于設(shè)計(jì)、工藝、原材料等差異，自主制造的元器件可能存在無(wú)法完全兼容的問(wèn)題。部分新研制國(guó)產(chǎn)元器件已具備進(jìn)口元器件的性能指標(biāo)，但新研元器件在軍用裝備上的使用經(jīng)歷有限，一些可靠性問(wèn)題難以在元器件級(jí)測(cè)試和篩選過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，就會(huì)在后續(xù)板級(jí)、整機(jī)調(diào)試中暴露出來(lái)，從而影響裝備交付進(jìn)度。

2.3 自主創(chuàng)新能力薄弱

我國(guó)企業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力依然比較薄弱，沒(méi)有形成自己的核心技術(shù)，運(yùn)行的創(chuàng)新機(jī)制也不夠完善。設(shè)計(jì)人員在研制新器件時(shí)往往照貓畫(huà)虎，表面上各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)與進(jìn)口器件一致，但實(shí)際使用時(shí)，裝聯(lián)工藝、電性能、可靠性等可能存在差異，會(huì)給裝備應(yīng)用構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)人員沒(méi)有意識(shí)到自主創(chuàng)新對(duì)持續(xù)發(fā)展的重要性，

2.4 項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)不足

對(duì)于自主研制的元器件，從設(shè)計(jì)方案、驗(yàn)證、評(píng)估到批生產(chǎn)，參與其中的各單位都需要投入大量的人力、財(cái)力和物力，除此以外，有限的生產(chǎn)設(shè)備、工藝裝備也是自主可控工作推進(jìn)的又一大障礙。想要更新設(shè)備、工藝及材料，不僅需要足夠多的經(jīng)費(fèi)支持，時(shí)間上也很難保證，造成了成本的增加，短期內(nèi)難以盈利。

措施建議

建立元器件信息管理系統(tǒng)

建立元器件信息管理系統(tǒng)，應(yīng)具備元器件信息查詢(xún)、檢索、比較、使用和維護(hù)等功能。首先對(duì)裝備所使用的進(jìn)口元器件進(jìn)行梳理整合，對(duì)其開(kāi)展國(guó)產(chǎn)兼容推薦，從而建立完善的進(jìn)口元器件國(guó)產(chǎn)化替代信息庫(kù)，主要包括生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)和完整的使用手冊(cè)等元器件信息。其次對(duì)研制出的國(guó)產(chǎn)元器件進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，建立國(guó)產(chǎn)元器件的應(yīng)用驗(yàn)證平臺(tái)庫(kù)，包含應(yīng)用驗(yàn)證中存在的各項(xiàng)問(wèn)題，及時(shí)做到信息共享、資源整合、避免重復(fù)驗(yàn)證。對(duì)信息庫(kù)定期進(jìn)行更新與維護(hù)，為提高元器件自主可控工作提供強(qiáng)有力的信息支撐，提高產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率。

預(yù)先開(kāi)展研制

根據(jù)武器裝備研制任務(wù)的配套需求，以需求為導(dǎo)向，結(jié)合科研發(fā)展規(guī)劃，預(yù)先制定配套元器件的戰(zhàn)略規(guī)劃，為總體發(fā)展提供技術(shù)支撐?？梢栽谘b備型號(hào)制定方案階段就啟動(dòng)元器件的設(shè)計(jì)、測(cè)評(píng)和驗(yàn)證等工作，從而解決元器件研制周期難以滿(mǎn)足裝備型號(hào)更新?lián)Q代速度的問(wèn)題，進(jìn)而能夠縮短整體裝備的研制周期，元器件質(zhì)量與可靠性工作也能夠得以保障，降低裝備的研制風(fēng)險(xiǎn)。

加強(qiáng)協(xié)作與交流

加強(qiáng)電子元器件使用單位與元器件研制單位、生產(chǎn)廠家、專(zhuān)業(yè)技術(shù)支撐單位之間的聯(lián)系和協(xié)作，搭建溝通平臺(tái)，定期組織集中交流，及時(shí)提出需求，共享資源，獲取更多的國(guó)產(chǎn)元器件信息。元器件研制單位也應(yīng)加強(qiáng)新研元器件成果發(fā)布，將進(jìn)口元器件國(guó)產(chǎn)化替代產(chǎn)品信息提供給設(shè)計(jì)師參考與使用。

出臺(tái)鼓勵(lì)政策

建議國(guó)家有關(guān)部門(mén)出臺(tái)專(zhuān)項(xiàng)政策，推進(jìn)自主可控工作的實(shí)施。優(yōu)化元器件設(shè)計(jì)更改的驗(yàn)證、審批等工作流程，降低已定型產(chǎn)品元器件國(guó)產(chǎn)化的替代難度。積極支持和鼓勵(lì)使用國(guó)產(chǎn)軍用電子元器件，在裝備整機(jī)申報(bào)和評(píng)審時(shí)，將元器件國(guó)產(chǎn)化比例列為重要因素之一。加大力度支持和鼓勵(lì)國(guó)產(chǎn)軍用元器件自主創(chuàng)新和自主發(fā)展。嚴(yán)格限制使用進(jìn)口元器件，切實(shí)做到層層把關(guān)，層層負(fù)責(zé)，對(duì)未按程序私自選用進(jìn)口元器件的單位和個(gè)人應(yīng)當(dāng)給予批評(píng)和處罰。

6. 加大項(xiàng)目投資

國(guó)家可以設(shè)立自主可控專(zhuān)項(xiàng)基金，扶持元器件國(guó)產(chǎn)化的研制、替代和驗(yàn)證工作，在生產(chǎn)設(shè)備、工藝質(zhì)量，制造技術(shù)等領(lǐng)域給予提升保障。從設(shè)計(jì)人員著手，重視科技人才，加強(qiáng)自主可控工作的宣貫與培訓(xùn)，提高創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)元器件研制工作過(guò)程中做出貢獻(xiàn)的人員以及對(duì)元器件國(guó)產(chǎn)化率較高、應(yīng)用效果較好的單位和個(gè)人進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)與表彰。

3 自主可控工作的重要性及未來(lái)發(fā)展

元器件自主可控工作在國(guó)防軍備建設(shè)中至關(guān)重要，是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的基礎(chǔ)工程，要下定推進(jìn)自主可控的決心，堅(jiān)定推進(jìn)自主可控的信心，只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)的自主可控，才能從根本上保障軍工行業(yè)安全穩(wěn)定發(fā)展。

在新的歷史使命下，我國(guó)電子元器件產(chǎn)業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，抓住這些機(jī)會(huì)，攻堅(jiān)克難，加強(qiáng)研制具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型電子元器件，為了科技強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)力量。

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作者簡(jiǎn)介：孫甜甜（1991-），陜西西安人，碩士研究生，畢業(yè)于西安郵電大學(xué)電路與系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)集成電路設(shè)計(jì)方向，現(xiàn)供職于中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所，主要從事軍品的質(zhì)量保證工作。