国产电子元器件应用分析

李亚涛

（中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001）

现阶段，我国在部分电子元器件上，仍然依赖于从国外进口，这样不仅直接阻碍我国电子信息产业发展，而且国外电子元器件面临停产断档、限制出口、禁运、存在安全隐患和假冒伪劣等问题，严重影响我国国民经济和武器装备的发展，甚至威胁到了国家安全。

1 国产电子元器件应用的必要性和意义

1.1 使用进口电子元器件会受制于人

航空装备在新时代下飞速发展，部分电子元器件仍需大量进口和欧美国家严格控制电子元器件出口已经形成了尖锐的矛盾。航空装备中的部分类别的电子元器件大多仍然依赖进口，只有完全拥有自主研发、生产、制造这些类别电子元器件的能力，才能够不被欧美等发达国家制约掣肘。因此，进口电子元器件国产化工作是防止我国信息化设备受制于人的重要条件，虽然目前已经取得了不错的成绩，但是由于我国电子信息产业起步晚、技术基础薄弱以及欧美国家的技术封锁等因素的制约，国产化工作仍然任重而道远。

1.2 进口电子元器件存在质量风险

在进出口限制、购买渠道、管理制度等诸多因素的综合作用下，航空装备使用了相当数量的质量等级为工业级的进口电子元器件，这些进口电子元器件基本都是通过代理商购买的，缺失质量证明文件，其中更是有一些翻新的停产电子元器件通过重新贴标签的方式流入我国。由于难以一一识别出这些翻新的电子元器件，且我国缺乏大规模集成电路的测试能力，无法预先详细了解到其性能参数和可靠性水平，只能装机后测试，这样就使得进口的电子元器件存在较大的失效、可靠性低等质量风险。

1.3 进口电子元器件存在安全隐患

欧美等发达国家可以在其出口的电子元器件中悄悄植入病毒，通过远程控制正在运行中的电子设备，窃取我国航空装备的秘密信息，并通过网络进行传播。也可以通过在设计、制造过程中提前设定的既定程序，在对战时通过控制芯片，造成芯片损坏的方式来达到瘫痪我指挥系统的目的。进口电子元器件在使用过程中存在着不小的安全隐患。

1.4 进口电子元器件保障困难

在航空装备研制阶段，进口电子元器件如出现停产断供，将影响装备的研制进度与交付。与此同时，进口电子元器件还有着禁运、质量风险和造假等问题，2018年中兴事件以来，国际关系紧张，加剧电子元器件保障困难。

2 国产电子元器件应用现状

2.1 国产化意识增强

随着国际形势的演变和国外对我国的技术封锁和禁运限制的加强，国产电子元器件应用的必要性日益凸显。通过宣贯学习，进口电子元器件国产化意识得到增强。

2.2 仍然部分使用进口电子元器件

随着航空装备向电子化、小型化方向发展，对电子设备提出了更高的需求，使用电子元器件的规格、数量大幅增加，涉及类别和品种众多，使得电子元器件管理工作越加复杂。且以往装备电子元器件对进口依赖较大，国产电子元器件主要是通用元器件，并且在高新技术装备中，由于大量采用性能先进的新型电子元器件，主要系统/设备用进口电子元器件的规格比例大幅度提高。

2.3 研而不用、研多用少

虽然我国电子元器件研发能力进步很快，但由于起点低，起步晚。目前仍然落后于欧美发达国家。由于差距存在，部分国产电子元器件和进口电子元器件也有着一定的差距，国产电子元器件无法做到百分百兼容替换进口电子元器件，在国产电子元器件应用验证时又仅考核性能指标，使得这些国产电子元器件可以通过应用验证。有些国产电子元器件，其关键技术指标、质量可靠性、封装体积不可能做到和进口电子元器件完全一致。国产电子元器件与进口电子元器件之间的差距可能会导致新研发的国产电子元器件最终没有能够实现装机应用，国产电子元器件应用存在着研而不用、研多用少的情况。

3 国产电子元器件应用的困难

3.1 难以实现研产用正向循环

航空装备所使用的电子元器件具有多品种、定制化、小批量的特点，这样的特点使得新研发的电子元器件研制难度大、研发和测试成本高，产品隐藏的缺点难以完全显现，进而导致电子元器件批次间产品稳定性不同，这对外场排故造成了较大困难，并影响到设备的质量可靠性与使用成本。元器件厂商投资研发出国产电子元器件后，由于销量不高，投入的研发成本难以回收，持续研发动力不足，国产电子元器件较难实现研-产-用的正向循环。

3.2 沟通渠道不畅通

虽然电子元器件研制单位和用户单位的国产化意识得到了增强,但一般是通过产品推介会、产品手册和选用目录进行对接和选用电子元器件，这些沟通途径往往需要花费大量的时间和精力去关注，效率低下。研制单位在新研国产电子元器件立项阶段，如果不能获取用户单位明确的使用需求、技术指标和可靠性要求，研制出来的产品自然差强人意，而用户单位在选用国产电子元器件时，倘若无法及时获得研制单位的新产品信息，就会在找寻国产电子元器件时误以为国内暂无该产品，因而不得不继续使用进口电子元器件以满足项目的要求和进度。研制单位和用户单位之间的沟通渠道不畅通，不够直接、及时、有效，造成了国产电子元器件应用率低的情况。

3.3 成熟度等级低

通过结合具体应用场景及应用需求对国产电子元器件从研制、生产到应用的成熟度进行评估，大多数国产电子元器件能够达到技术状态固化，产品标准得到认可或产品具备批量供货能力，单一装备小批量应用的成熟度等级，但鲜有能够达到高质量稳定批产供货并且产品在多型号装备中大批量应用，具备长期应用数据，无应用问题的成熟度等级。由于国产电子元器件成熟度等级低，上机安装应用的风险相对较高。

3.4 验证体系不完善

我国开展国产电子元器件研发和应用工作的时间不长，技术能力和经验不足，国产电子元器件研发和应用的验证体系不完善,电子元器件必须与组件一起或装机验证，不能系统完整地验证电子元器件的性能，特别是在特殊环境和组合配套设备下的稳定性。

4 对国产电子元器件应用的建议

4.1 提升设计和工艺水平

在研发国产电子元器件的过程中，研制单位应该做好顶层规划，加强设计能力，在展开设计前，充分考虑可能存在的风险，提前布局规避，在设计过程中，充分使用仿真设计手段进行仿真模拟，发现问题及时改进。在生产制造环节，应想方设法提升工艺水平以保证国产电子元器件的批次稳定性。

4.2 建立完善的应用验证体系

为保证研制出的国产电子元器件满足要求，应制定统一的验证标准，建立完善的应用险证体系。采用分层次、分阶段的国产电子元器件应用验证方法，实现有效的故障分析和定位，提前暴露和释放风险，避免将低层次风险传递到系统或更高的层次中。杜绝以往元器件完成型谱定型就直接使用，给后续研制、生产和上机上装带来的一系列生产难、保障难的现象。通过完善的应用验证体系进行应用验证并对验证结果进行分析，解决国产电子元器件的功能性能、可靠性和互换性等方面的问题，提高国产电子元器件的应用率，应用验证流程见图1。

图1 应用验证流程

4.3 畅通沟通渠道

为杜绝国产电子元器件“研而不用，用而不研”情况的发生，举办行业内的大型技术交流会，畅通使用单位和用户单位的沟通渠道，使其对电子元器件的功能性能参数、工艺可靠性，环境适应性等详细了解。研制单位可以根据用户单位使用进口电子元器件的实际体验对国产电子元器件进行整改升级。国家可以建立国家层面的国产电子元器件信息平台，及时录入新研发的国产电子元器件的相关信息，如电子元器件名称、型号规格、生产厂商，对应的进口电子元器件规格和生产厂商，以及研制进度、鉴定情况和验证情况，定期更新和维护信息，让使用单位可以放心地选用该信息平台收录的国产电子元器件。

4.4 增加军民通用的电子元器件

航空装备所使用的电子元器件需求量小，导致元器件生产单位研发生产意不强烈。在保证安全的前提下，借助民用市场扩大需求量提高生产单位积极性、提高产品稳定性，有利于元器件厂商收回成本，实现盈利，维续投资研发，实现正向循环。

5 结语

当今复杂的国际形势对航空装备提出了更高的要求，航空装备电子元器件国产化是大势所趋。国产电子元器件成功应用的案例说明，以国产化需求为导向，以应用验证为抓手，将电子元器件国产化工作和研制相结合，加强过程质量管理，可有效推进国产化进程。虽然目前电子元器件国产化工作已经走上正轨并取得了不错的进展，但从需求产生到元器件研发生产应用，任重而道远。虽前路征程漫漫，但随着持续推进，国产电子元器件的应用将带动国产电子元器件的研发与生产。