國際貿(mào)易環(huán)境變化對水聲信號處理電子元器件的影響分析

摘要：本文分析了國際貿(mào)易環(huán)境變化對我國當前水聲信號處理器件的影響。通過分析國產(chǎn)化的可行性和經(jīng)濟性，提出發(fā)展自有技術(shù)、突破核心關(guān)鍵技術(shù)、落實國產(chǎn)化等措施，能夠?qū)⑽覈曅盘柼幚砥骷绊懡档阶畹汀?/p>

關(guān)鍵詞：水聲信號處理;電子元器件;國產(chǎn)化

一、引言

在水聲領(lǐng)域，信號處理設(shè)備用于完成對水聲裝備基陣數(shù)字信號的實時并行運算，形成送往水聲裝備顯控臺的輸出，還完成水下聲場快速運算等復(fù)雜的數(shù)據(jù)與信息處理任務(wù)。因此，水聲信號處理設(shè)備是聲納系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。

為防止水聲信號處理電子元器件遭遇停產(chǎn)斷檔、禁運等情況，國產(chǎn)化替代顯得尤為重要和緊迫。目前國內(nèi)水聲信號處理設(shè)備核心部件長期依賴于國外供應(yīng)，如果西方對我國進行禁運，將直接影響水聲行業(yè)的發(fā)展。

二、國際貿(mào)易環(huán)境變化影響分析

在世界經(jīng)濟格局復(fù)雜多變的今天，由一超多強局面走向多極化的趨勢逐步加深，對我國水聲信號處理設(shè)備的主要影響包括：

1）對中國輸美電子元器件加征關(guān)稅，意圖破壞市場公平競爭環(huán)境，加劇國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和分銷行業(yè)困境，阻礙國內(nèi)電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2）采用停產(chǎn)斷檔、禁運進口核心電子元器件， 盡管中國電子產(chǎn)業(yè)鏈中上游核心器件的各項工藝及技術(shù)逐步成熟，對技術(shù)研發(fā)水平要求更高的半導(dǎo)體、精密儀器、航空航天、海洋技術(shù)等行業(yè)，我國尚未能形成明顯的競爭優(yōu)勢，高端芯片和元器件領(lǐng)域仍難找到國產(chǎn)化替代。

3）壟斷核心技術(shù)，在貿(mào)易戰(zhàn)的基礎(chǔ)上對中國發(fā)動“科技戰(zhàn)”，限制國內(nèi)公司獲取美國提供設(shè)備支持的技術(shù)。

當進口電子元器件遭遇停產(chǎn)斷檔、禁運等情況，而水聲設(shè)備又急需使用時，國產(chǎn)化替代顯得尤為重要和緊迫，推動軍工企業(yè)裝備國產(chǎn)化正當其時。面對美國近期針對我國提出的一系列禁運清單，我國已高度重視裝備國產(chǎn)化問題。水聲信號處理設(shè)備是聲納系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，針對現(xiàn)有的新型水聲信號處理設(shè)備的國產(chǎn)化替代需求迫切。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，裝備將朝著高技術(shù)化、綜合一體化的方向發(fā)展，新型處理機屬于符合裝備發(fā)展趨勢下的高技術(shù)含量裝備之一。因此實現(xiàn)新型處理機的國產(chǎn)化，具有重要效益。

1） 先進的裝備技術(shù)可以先從國外引進，經(jīng)過消化、吸收最終轉(zhuǎn)化為本國先進的技術(shù)，也可以基于國內(nèi)技術(shù)基礎(chǔ)上進行研制。但若想國內(nèi)技術(shù)不斷地大幅度提升，最穩(wěn)固可靠的實現(xiàn)方式應(yīng)建立在自有技術(shù)的強力發(fā)展基礎(chǔ)上。新型處理機作為一型高技術(shù)裝備，其國產(chǎn)化技術(shù)也是裝備自有技術(shù)實力不斷提升的重要技術(shù)儲備之一。

2） 任何國家的高技術(shù)裝備都不能依賴進口，核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)隨時都面臨斷供風(fēng)險。因此，必須依靠自己的力量發(fā)展技術(shù)，才能在國際關(guān)系中獲取話語權(quán)，并爭取到最大的權(quán)益。

3） 從信息安全角度上講，由于進口電子元器件可能會在設(shè)計、制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)被人為植入后門，這些后門可竊取我國裝備的數(shù)據(jù)甚至摧毀設(shè)備，嚴重影響我國的信息安全，因此，裝備的國產(chǎn)化可以有效地保障國防和信息安全建設(shè)。

4）從國民經(jīng)濟角度上講，高技術(shù)設(shè)備會使用大量高端芯片，這些高端芯片若無對應(yīng)國產(chǎn)替代芯片，就意味著需要在國際市場上高價采購，隨時面臨技術(shù)封鎖和禁止出口的風(fēng)險。通過要求裝備國產(chǎn)化，可間接促進國產(chǎn)高端芯片研制并量產(chǎn)使用。當我國掌握了相應(yīng)的技術(shù)可生產(chǎn)相應(yīng)高端芯片時，同類進口芯片的價格也會隨之降低，同時也解除了禁運風(fēng)險。無論對裝備本身，或是對民用消費類電子產(chǎn)品而言，裝備國產(chǎn)化可間接有效地促進我國國民經(jīng)濟發(fā)展。

三、國產(chǎn)化

（一）可行性分析

目前新型處理機所用的電阻、電容、電感、晶體、發(fā)光二極管和電連接器均選用國產(chǎn)器件，但主要核心器件大多為進口器件，之所以選用進口器件是因為設(shè)備在方案設(shè)計時，國內(nèi)無符合要求的產(chǎn)品，目前國內(nèi)已研發(fā)出對標產(chǎn)品，但性能指標和可靠性等目前待驗證，且價格較進口器件高，主要核心器件如下;

1） 數(shù)字信號處理器（DSP）選用TI公司的TMS320C6678，國內(nèi)對標產(chǎn)品為某大學(xué)計算機學(xué)院研制的FT-M6678，其正樣產(chǎn)品于2018年4月完成流片;

2） 萬兆網(wǎng)絡(luò)交換芯片選用BroadCOM公司的BCM56846，國內(nèi)對標產(chǎn)品為某公司研制的CTC8096，于2016年7月規(guī)模量產(chǎn);

3） SRIO交換芯片選用IDT公司的80HCPS1848，國內(nèi)對標產(chǎn)品為某公司的NMS1800，于2018年11月實現(xiàn)了量產(chǎn)流片和批量供貨。

4） 現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）芯片選用Xilinx公司的XC7K325T等，國內(nèi)對標產(chǎn)品于2018年12月完成。

新型處理機選用進口器件的另一個原因是設(shè)備在方案設(shè)計時，國內(nèi)無符合要求的產(chǎn)品，目前國內(nèi)仍無對標產(chǎn)品，例如：

1） 萬兆PHY芯片選用BroadCOM公司的BCM8727;

2） 多路可編程時鐘器件選用TI公司的CDCE 62005等。

通過國產(chǎn)化調(diào)研，可通過對硬件電路的重新優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)國產(chǎn)化替代方案。目前新型處理機的主要關(guān)鍵核心元器件均有國產(chǎn)替代型號可替代或在研，且性能與對應(yīng)進口器件相當，但由于多數(shù)國產(chǎn)器件廠家缺少相關(guān)器件資料，實測性能與穩(wěn)定性均待驗證。目前進口元器件國產(chǎn)化替代分析如下：

1） 第一類，立足國產(chǎn)元器件現(xiàn)貨情況，針對如DSP、萬兆交換芯片、儲存器等產(chǎn)品，根據(jù)相應(yīng)國產(chǎn)器件的設(shè)計要求，若與原設(shè)計型號管腳兼容可直接替換的，只需盡快采購相應(yīng)型號器件使用即可實現(xiàn)國產(chǎn)化替代;若無法與原設(shè)計型號兼容，可通過更改硬件設(shè)計，實現(xiàn)其國產(chǎn)化替代。

2） 第二類，結(jié)合國產(chǎn)元器件在研情況，針對FPGA等器件，可通過申請樣片，必要時可修改相關(guān)硬件設(shè)計，以達到器件國產(chǎn)化替代。

3） 第三類，短期內(nèi)無可替代的元器件，如多路可編程時鐘等，可結(jié)合現(xiàn)有國產(chǎn)產(chǎn)品情況及對應(yīng)配套電路全更改設(shè)計，替換原設(shè)計中的器件;如萬兆PHY芯片等，國內(nèi)無相關(guān)產(chǎn)品或電路可替代，則需要國內(nèi)新研相關(guān)產(chǎn)品。

通過以上分析，對新型處理機的硬件電路根據(jù)國產(chǎn)器件的相應(yīng)情況進行重新優(yōu)化設(shè)計，可以實現(xiàn)新型處理機的國產(chǎn)化替代方案。因此，新型處理機的國產(chǎn)替代具有可行性。

（二）經(jīng)濟性分析

新型處理機屬于高技術(shù)裝備，其國產(chǎn)替代具有高投入和高風(fēng)險的特征，但相比損耗式裝備，新型處理機可長期使用且損耗相對較小。目前，新型處理機原有技術(shù)成熟，國產(chǎn)替代方案并非是重新研制，而是國產(chǎn)芯片的匹配電路替代驗證，主要經(jīng)費在于國產(chǎn)元器件材料的購買、硬件電路驗證測試及相關(guān)試驗等費用，與新研設(shè)備相比，在一定程度上已大大縮減了研制經(jīng)費。因此，新型處理機的國產(chǎn)替代具有較高的效費比。

另外，通過新型處理機的國產(chǎn)替代研制，可在一定程度上驗證目前國內(nèi)已有的相應(yīng)國產(chǎn)芯片性能，促進國產(chǎn)芯片發(fā)展。當實現(xiàn)國產(chǎn)設(shè)備的量產(chǎn)后，也可帶動國內(nèi)相關(guān)的芯片廠商的打造相應(yīng)生態(tài)環(huán)境，促進國內(nèi)集成電路發(fā)展，并帶動人員就業(yè)，不僅可緩解國產(chǎn)芯片廠商的資金壓力，也為國產(chǎn)芯片的大力發(fā)展奠定基礎(chǔ)。從長遠來看，在充分發(fā)展國產(chǎn)芯片后，考慮國產(chǎn)芯片的民用消費市場化，也可為我國帶來更大的經(jīng)濟效益。

四、應(yīng)對措施

鑒于目前國內(nèi)信號處理器件行業(yè)的現(xiàn)狀，應(yīng)該采取有力措施，提升相關(guān)行業(yè)技術(shù)水平，使中國的水聲信號處理器件行業(yè)能夠脫離美國供應(yīng)獨立運行。

1）加大對國內(nèi)信號處理器件行業(yè)的資金投入，支持企業(yè)研發(fā)，提升生產(chǎn)技術(shù)水平。

2）支持推廣國產(chǎn)信號處理器件的市場化應(yīng)用，通過市場反饋機制，提高現(xiàn)有器件的可靠性和成熟度。

3）吸引國內(nèi)外優(yōu)秀的集成電路、芯片等行業(yè)的人才和領(lǐng)軍人物到高校和科研機構(gòu)，鼓勵創(chuàng)新，提升基礎(chǔ)研究水平。

4）盡快整合國內(nèi)廠商，以現(xiàn)有產(chǎn)品，研發(fā)完全自主可控的國產(chǎn)水聲信號處理平臺，一旦國外廠商退出，可以立即搶占市場。

五、結(jié)論

通過對水聲信號處理電子元器件國產(chǎn)化替代的分析可知，目前國內(nèi)可以完全可以生產(chǎn)大部分水聲信號處理相關(guān)器件，部分器件也達到國際同類產(chǎn)品技術(shù)水平，僅有少數(shù)部件暫無替代產(chǎn)品，但經(jīng)過攻關(guān)研發(fā)或者其他方式，可以找到解決方案。因此我國完全有能力在短時間獨立研發(fā)、制造水聲信號處理平臺。

目前國內(nèi)水聲信號處理電子元器件面對的主要問題是產(chǎn)品不夠成熟，技術(shù)水平相對落后，導(dǎo)致國內(nèi)市場依然長期被外國公司占據(jù)。在中美貿(mào)易戰(zhàn)的大背景下，一旦我國水聲信號處理設(shè)備被禁運，國內(nèi)雖然可以在短期內(nèi)研發(fā)出可替產(chǎn)品，但是在性能和可靠性上會有所差距。

因此，扶植國內(nèi)水聲信號處理電子元器件相關(guān)企業(yè)，特別是核心部件生產(chǎn)企業(yè)。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上研發(fā)可替代性產(chǎn)品，并大規(guī)模推廣應(yīng)用，有助于國內(nèi)技術(shù)水平和可靠性的提升，并將對我國水聲科研，裝備行業(yè)的影響降至最低。

作者簡介：

曹政（1976.06-）男，籍貫：遼寧新民，民族：漢族，學(xué)歷學(xué)位：大學(xué)，學(xué)士，研究方向：水聲工程。

作者單位：海裝沈陽局駐沈陽地區(qū)第三軍事代表室