國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用分析

李亞濤

（中國直升機(jī)設(shè)計研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001）

現(xiàn)階段，我國在部分電子元器件上，仍然依賴于從國外進(jìn)口，這樣不僅直接阻礙我國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而且國外電子元器件面臨停產(chǎn)斷檔、限制出口、禁運(yùn)、存在安全隱患和假冒偽劣等問題，嚴(yán)重影響我國國民經(jīng)濟(jì)和武器裝備的發(fā)展，甚至威脅到了國家安全。

1 國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用的必要性和意義

1.1 使用進(jìn)口電子元器件會受制于人

航空裝備在新時代下飛速發(fā)展，部分電子元器件仍需大量進(jìn)口和歐美國家嚴(yán)格控制電子元器件出口已經(jīng)形成了尖銳的矛盾。航空裝備中的部分類別的電子元器件大多仍然依賴進(jìn)口，只有完全擁有自主研發(fā)、生產(chǎn)、制造這些類別電子元器件的能力，才能夠不被歐美等發(fā)達(dá)國家制約掣肘。因此，進(jìn)口電子元器件國產(chǎn)化工作是防止我國信息化設(shè)備受制于人的重要條件，雖然目前已經(jīng)取得了不錯的成績，但是由于我國電子信息產(chǎn)業(yè)起步晚、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱以及歐美國家的技術(shù)封鎖等因素的制約，國產(chǎn)化工作仍然任重而道遠(yuǎn)。

1.2 進(jìn)口電子元器件存在質(zhì)量風(fēng)險

在進(jìn)出口限制、購買渠道、管理制度等諸多因素的綜合作用下，航空裝備使用了相當(dāng)數(shù)量的質(zhì)量等級為工業(yè)級的進(jìn)口電子元器件，這些進(jìn)口電子元器件基本都是通過代理商購買的，缺失質(zhì)量證明文件，其中更是有一些翻新的停產(chǎn)電子元器件通過重新貼標(biāo)簽的方式流入我國。由于難以一一識別出這些翻新的電子元器件，且我國缺乏大規(guī)模集成電路的測試能力，無法預(yù)先詳細(xì)了解到其性能參數(shù)和可靠性水平，只能裝機(jī)后測試，這樣就使得進(jìn)口的電子元器件存在較大的失效、可靠性低等質(zhì)量風(fēng)險。

1.3 進(jìn)口電子元器件存在安全隱患

歐美等發(fā)達(dá)國家可以在其出口的電子元器件中悄悄植入病毒，通過遠(yuǎn)程控制正在運(yùn)行中的電子設(shè)備，竊取我國航空裝備的秘密信息，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播。也可以通過在設(shè)計、制造過程中提前設(shè)定的既定程序，在對戰(zhàn)時通過控制芯片，造成芯片損壞的方式來達(dá)到癱瘓我指揮系統(tǒng)的目的。進(jìn)口電子元器件在使用過程中存在著不小的安全隱患。

1.4 進(jìn)口電子元器件保障困難

在航空裝備研制階段，進(jìn)口電子元器件如出現(xiàn)停產(chǎn)斷供，將影響裝備的研制進(jìn)度與交付。與此同時，進(jìn)口電子元器件還有著禁運(yùn)、質(zhì)量風(fēng)險和造假等問題，2018年中興事件以來，國際關(guān)系緊張，加劇電子元器件保障困難。

2 國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 國產(chǎn)化意識增強(qiáng)

隨著國際形勢的演變和國外對我國的技術(shù)封鎖和禁運(yùn)限制的加強(qiáng)，國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用的必要性日益凸顯。通過宣貫學(xué)習(xí)，進(jìn)口電子元器件國產(chǎn)化意識得到增強(qiáng)。

2.2 仍然部分使用進(jìn)口電子元器件

隨著航空裝備向電子化、小型化方向發(fā)展，對電子設(shè)備提出了更高的需求，使用電子元器件的規(guī)格、數(shù)量大幅增加，涉及類別和品種眾多，使得電子元器件管理工作越加復(fù)雜。且以往裝備電子元器件對進(jìn)口依賴較大，國產(chǎn)電子元器件主要是通用元器件，并且在高新技術(shù)裝備中，由于大量采用性能先進(jìn)的新型電子元器件，主要系統(tǒng)/設(shè)備用進(jìn)口電子元器件的規(guī)格比例大幅度提高。

2.3 研而不用、研多用少

雖然我國電子元器件研發(fā)能力進(jìn)步很快，但由于起點(diǎn)低，起步晚。目前仍然落后于歐美發(fā)達(dá)國家。由于差距存在，部分國產(chǎn)電子元器件和進(jìn)口電子元器件也有著一定的差距，國產(chǎn)電子元器件無法做到百分百兼容替換進(jìn)口電子元器件，在國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用驗(yàn)證時又僅考核性能指標(biāo)，使得這些國產(chǎn)電子元器件可以通過應(yīng)用驗(yàn)證。有些國產(chǎn)電子元器件，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)、質(zhì)量可靠性、封裝體積不可能做到和進(jìn)口電子元器件完全一致。國產(chǎn)電子元器件與進(jìn)口電子元器件之間的差距可能會導(dǎo)致新研發(fā)的國產(chǎn)電子元器件最終沒有能夠?qū)崿F(xiàn)裝機(jī)應(yīng)用，國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用存在著研而不用、研多用少的情況。

3 國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用的困難

3.1 難以實(shí)現(xiàn)研產(chǎn)用正向循環(huán)

航空裝備所使用的電子元器件具有多品種、定制化、小批量的特點(diǎn)，這樣的特點(diǎn)使得新研發(fā)的電子元器件研制難度大、研發(fā)和測試成本高，產(chǎn)品隱藏的缺點(diǎn)難以完全顯現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致電子元器件批次間產(chǎn)品穩(wěn)定性不同，這對外場排故造成了較大困難，并影響到設(shè)備的質(zhì)量可靠性與使用成本。元器件廠商投資研發(fā)出國產(chǎn)電子元器件后，由于銷量不高，投入的研發(fā)成本難以回收，持續(xù)研發(fā)動力不足，國產(chǎn)電子元器件較難實(shí)現(xiàn)研-產(chǎn)-用的正向循環(huán)。

3.2 溝通渠道不暢通

雖然電子元器件研制單位和用戶單位的國產(chǎn)化意識得到了增強(qiáng),但一般是通過產(chǎn)品推介會、產(chǎn)品手冊和選用目錄進(jìn)行對接和選用電子元器件，這些溝通途徑往往需要花費(fèi)大量的時間和精力去關(guān)注，效率低下。研制單位在新研國產(chǎn)電子元器件立項(xiàng)階段，如果不能獲取用戶單位明確的使用需求、技術(shù)指標(biāo)和可靠性要求，研制出來的產(chǎn)品自然差強(qiáng)人意，而用戶單位在選用國產(chǎn)電子元器件時，倘若無法及時獲得研制單位的新產(chǎn)品信息，就會在找尋國產(chǎn)電子元器件時誤以為國內(nèi)暫無該產(chǎn)品，因而不得不繼續(xù)使用進(jìn)口電子元器件以滿足項(xiàng)目的要求和進(jìn)度。研制單位和用戶單位之間的溝通渠道不暢通，不夠直接、及時、有效，造成了國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用率低的情況。

3.3 成熟度等級低

通過結(jié)合具體應(yīng)用場景及應(yīng)用需求對國產(chǎn)電子元器件從研制、生產(chǎn)到應(yīng)用的成熟度進(jìn)行評估，大多數(shù)國產(chǎn)電子元器件能夠達(dá)到技術(shù)狀態(tài)固化，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)得到認(rèn)可或產(chǎn)品具備批量供貨能力，單一裝備小批量應(yīng)用的成熟度等級，但鮮有能夠達(dá)到高質(zhì)量穩(wěn)定批產(chǎn)供貨并且產(chǎn)品在多型號裝備中大批量應(yīng)用，具備長期應(yīng)用數(shù)據(jù)，無應(yīng)用問題的成熟度等級。由于國產(chǎn)電子元器件成熟度等級低，上機(jī)安裝應(yīng)用的風(fēng)險相對較高。

3.4 驗(yàn)證體系不完善

我國開展國產(chǎn)電子元器件研發(fā)和應(yīng)用工作的時間不長，技術(shù)能力和經(jīng)驗(yàn)不足，國產(chǎn)電子元器件研發(fā)和應(yīng)用的驗(yàn)證體系不完善,電子元器件必須與組件一起或裝機(jī)驗(yàn)證，不能系統(tǒng)完整地驗(yàn)證電子元器件的性能，特別是在特殊環(huán)境和組合配套設(shè)備下的穩(wěn)定性。

4 對國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用的建議

4.1 提升設(shè)計和工藝水平

在研發(fā)國產(chǎn)電子元器件的過程中，研制單位應(yīng)該做好頂層規(guī)劃，加強(qiáng)設(shè)計能力，在展開設(shè)計前，充分考慮可能存在的風(fēng)險，提前布局規(guī)避，在設(shè)計過程中，充分使用仿真設(shè)計手段進(jìn)行仿真模擬，發(fā)現(xiàn)問題及時改進(jìn)。在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，應(yīng)想方設(shè)法提升工藝水平以保證國產(chǎn)電子元器件的批次穩(wěn)定性。

4.2 建立完善的應(yīng)用驗(yàn)證體系

為保證研制出的國產(chǎn)電子元器件滿足要求，應(yīng)制定統(tǒng)一的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，建立完善的應(yīng)用險證體系。采用分層次、分階段的國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用驗(yàn)證方法，實(shí)現(xiàn)有效的故障分析和定位，提前暴露和釋放風(fēng)險，避免將低層次風(fēng)險傳遞到系統(tǒng)或更高的層次中。杜絕以往元器件完成型譜定型就直接使用，給后續(xù)研制、生產(chǎn)和上機(jī)上裝帶來的一系列生產(chǎn)難、保障難的現(xiàn)象。通過完善的應(yīng)用驗(yàn)證體系進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證并對驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行分析，解決國產(chǎn)電子元器件的功能性能、可靠性和互換性等方面的問題，提高國產(chǎn)電子元器件的應(yīng)用率，應(yīng)用驗(yàn)證流程見圖1。

圖1 應(yīng)用驗(yàn)證流程

4.3 暢通溝通渠道

為杜絕國產(chǎn)電子元器件“研而不用，用而不研”情況的發(fā)生，舉辦行業(yè)內(nèi)的大型技術(shù)交流會，暢通使用單位和用戶單位的溝通渠道，使其對電子元器件的功能性能參數(shù)、工藝可靠性，環(huán)境適應(yīng)性等詳細(xì)了解。研制單位可以根據(jù)用戶單位使用進(jìn)口電子元器件的實(shí)際體驗(yàn)對國產(chǎn)電子元器件進(jìn)行整改升級。國家可以建立國家層面的國產(chǎn)電子元器件信息平臺，及時錄入新研發(fā)的國產(chǎn)電子元器件的相關(guān)信息，如電子元器件名稱、型號規(guī)格、生產(chǎn)廠商，對應(yīng)的進(jìn)口電子元器件規(guī)格和生產(chǎn)廠商，以及研制進(jìn)度、鑒定情況和驗(yàn)證情況，定期更新和維護(hù)信息，讓使用單位可以放心地選用該信息平臺收錄的國產(chǎn)電子元器件。

4.4 增加軍民通用的電子元器件

航空裝備所使用的電子元器件需求量小，導(dǎo)致元器件生產(chǎn)單位研發(fā)生產(chǎn)意不強(qiáng)烈。在保證安全的前提下，借助民用市場擴(kuò)大需求量提高生產(chǎn)單位積極性、提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，有利于元器件廠商收回成本，實(shí)現(xiàn)盈利，維續(xù)投資研發(fā)，實(shí)現(xiàn)正向循環(huán)。

5 結(jié)語

當(dāng)今復(fù)雜的國際形勢對航空裝備提出了更高的要求，航空裝備電子元器件國產(chǎn)化是大勢所趨。國產(chǎn)電子元器件成功應(yīng)用的案例說明，以國產(chǎn)化需求為導(dǎo)向，以應(yīng)用驗(yàn)證為抓手，將電子元器件國產(chǎn)化工作和研制相結(jié)合，加強(qiáng)過程質(zhì)量管理，可有效推進(jìn)國產(chǎn)化進(jìn)程。雖然目前電子元器件國產(chǎn)化工作已經(jīng)走上正軌并取得了不錯的進(jìn)展，但從需求產(chǎn)生到元器件研發(fā)生產(chǎn)應(yīng)用，任重而道遠(yuǎn)。雖前路征程漫漫，但隨著持續(xù)推進(jìn)，國產(chǎn)電子元器件的應(yīng)用將帶動國產(chǎn)電子元器件的研發(fā)與生產(chǎn)。