國產電子元器件應用分析

李亞濤

（中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333001）

現階段，我國在部分電子元器件上，仍然依賴于從國外進口，這樣不僅直接阻礙我國電子信息產業發展，而且國外電子元器件面臨停產斷檔、限制出口、禁運、存在安全隱患和假冒偽劣等問題，嚴重影響我國國民經濟和武器裝備的發展，甚至威脅到了國家安全。

1 國產電子元器件應用的必要性和意義

1.1 使用進口電子元器件會受制于人

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

1.2 進口電子元器件存在質量風險

在進出口限制、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數量的質量等級為工業級的進口電子元器件，這些進口電子元器件基本都是通過代理商購買的，缺失質量證明文件，其中更是有一些翻新的停產電子元器件通過重新貼標簽的方式流入我國。由于難以一一識別出這些翻新的電子元器件，且我國缺乏大規模集成電路的測試能力，無法預先詳細了解到其性能參數和可靠性水平，只能裝機后測試，這樣就使得進口的電子元器件存在較大的失效、可靠性低等質量風險。

1.3 進口電子元器件存在安全隱患

歐美等發達國家可以在其出口的電子元器件中悄悄植入病毒，通過遠程控制正在運行中的電子設備，竊取我國航空裝備的秘密信息，并通過網絡進行傳播。也可以通過在設計、制造過程中提前設定的既定程序，在對戰時通過控制芯片，造成芯片損壞的方式來達到癱瘓我指揮系統的目的。進口電子元器件在使用過程中存在著不小的安全隱患。

1.4 進口電子元器件保障困難

在航空裝備研制階段，進口電子元器件如出現停產斷供，將影響裝備的研制進度與交付。與此同時，進口電子元器件還有著禁運、質量風險和造假等問題，2018年中興事件以來，國際關系緊張，加劇電子元器件保障困難。

2 國產電子元器件應用現狀

2.1 國產化意識增強

隨著國際形勢的演變和國外對我國的技術封鎖和禁運限制的加強，國產電子元器件應用的必要性日益凸顯。通過宣貫學習，進口電子元器件國產化意識得到增強。

2.2 仍然部分使用進口電子元器件

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

2.3 研而不用、研多用少

雖然我國電子元器件研發能力進步很快，但由于起點低，起步晚。目前仍然落后于歐美發達國家。由于差距存在，部分國產電子元器件和進口電子元器件也有著一定的差距，國產電子元器件無法做到百分百兼容替換進口電子元器件，在國產電子元器件應用驗證時又僅考核性能指標，使得這些國產電子元器件可以通過應用驗證。有些國產電子元器件，其關鍵技術指標、質量可靠性、封裝體積不可能做到和進口電子元器件完全一致。國產電子元器件與進口電子元器件之間的差距可能會導致新研發的國產電子元器件最終沒有能夠實現裝機應用，國產電子元器件應用存在著研而不用、研多用少的情況。

3 國產電子元器件應用的困難

3.1 難以實現研產用正向循環

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，這樣的特點使得新研發的電子元器件研制難度大、研發和測試成本高，產品隱藏的缺點難以完全顯現，進而導致電子元器件批次間產品穩定性不同，這對外場排故造成了較大困難，并影響到設備的質量可靠性與使用成本。元器件廠商投資研發出國產電子元器件后，由于銷量不高，投入的研發成本難以回收，持續研發動力不足，國產電子元器件較難實現研-產-用的正向循環。

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化意識得到了增強,但一般是通過產品推介會、產品手冊和選用目錄進行對接和選用電子元器件，這些溝通途徑往往需要花費大量的時間和精力去關注，效率低下。研制單位在新研國產電子元器件立項階段，如果不能獲取用戶單位明確的使用需求、技術指標和可靠性要求，研制出來的產品自然差強人意，而用戶單位在選用國產電子元器件時，倘若無法及時獲得研制單位的新產品信息，就會在找尋國產電子元器件時誤以為國內暫無該產品，因而不得不繼續使用進口電子元器件以滿足項目的要求和進度。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，造成了國產電子元器件應用率低的情況。

3.3 成熟度等級低

通過結合具體應用場景及應用需求對國產電子元器件從研制、生產到應用的成熟度進行評估，大多數國產電子元器件能夠達到技術狀態固化，產品標準得到認可或產品具備批量供貨能力，單一裝備小批量應用的成熟度等級，但鮮有能夠達到高質量穩定批產供貨并且產品在多型號裝備中大批量應用，具備長期應用數據，無應用問題的成熟度等級。由于國產電子元器件成熟度等級低，上機安裝應用的風險相對較高。

3.4 驗證體系不完善

我國開展國產電子元器件研發和應用工作的時間不長，技術能力和經驗不足，國產電子元器件研發和應用的驗證體系不完善,電子元器件必須與組件一起或裝機驗證，不能系統完整地驗證電子元器件的性能，特別是在特殊環境和組合配套設備下的穩定性。

4 對國產電子元器件應用的建議

4.1 提升設計和工藝水平

在研發國產電子元器件的過程中，研制單位應該做好頂層規劃，加強設計能力，在展開設計前，充分考慮可能存在的風險，提前布局規避，在設計過程中，充分使用仿真設計手段進行仿真模擬，發現問題及時改進。在生產制造環節，應想方設法提升工藝水平以保證國產電子元器件的批次穩定性。

4.2 建立完善的應用驗證體系

為保證研制出的國產電子元器件滿足要求，應制定統一的驗證標準，建立完善的應用險證體系。采用分層次、分階段的國產電子元器件應用驗證方法，實現有效的故障分析和定位，提前暴露和釋放風險，避免將低層次風險傳遞到系統或更高的層次中。杜絕以往元器件完成型譜定型就直接使用，給后續研制、生產和上機上裝帶來的一系列生產難、保障難的現象。通過完善的應用驗證體系進行應用驗證并對驗證結果進行分析，解決國產電子元器件的功能性能、可靠性和互換性等方面的問題，提高國產電子元器件的應用率，應用驗證流程見圖1。

圖1 應用驗證流程

4.3 暢通溝通渠道

為杜絕國產電子元器件“研而不用，用而不研”情況的發生，舉辦行業內的大型技術交流會，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、工藝可靠性，環境適應性等詳細了解。研制單位可以根據用戶單位使用進口電子元器件的實際體驗對國產電子元器件進行整改升級。國家可以建立國家層面的國產電子元器件信息平臺，及時錄入新研發的國產電子元器件的相關信息，如電子元器件名稱、型號規格、生產廠商，對應的進口電子元器件規格和生產廠商，以及研制進度、鑒定情況和驗證情況，定期更新和維護信息，讓使用單位可以放心地選用該信息平臺收錄的國產電子元器件。

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，導致元器件生產單位研發生產意不強烈。在保證安全的前提下，借助民用市場擴大需求量提高生產單位積極性、提高產品穩定性，有利于元器件廠商收回成本，實現盈利，維續投資研發，實現正向循環。

5 結語

當今復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化是大勢所趨。國產電子元器件成功應用的案例說明，以國產化需求為導向，以應用驗證為抓手，將電子元器件國產化工作和研制相結合，加強過程質量管理，可有效推進國產化進程。雖然目前電子元器件國產化工作已經走上正軌并取得了不錯的進展，但從需求產生到元器件研發生產應用，任重而道遠。雖前路征程漫漫，但隨著持續推進，國產電子元器件的應用將帶動國產電子元器件的研發與生產。