国际贸易环境变化对水声信号处理电子元器件的影响分析

摘要：本文分析了国际贸易环境变化对我国当前水声信号处理器件的影响。通过分析国产化的可行性和经济性，提出发展自有技术、突破核心关键技术、落实国产化等措施，能够将我国水声信号处理器件影响降到最低。

关键词：水声信号处理;电子元器件;国产化

一、引言

在水声领域，信号处理设备用于完成对水声装备基阵数字信号的实时并行运算，形成送往水声装备显控台的输出，还完成水下声场快速运算等复杂的数据与信息处理任务。因此，水声信号处理设备是声纳系统中不可或缺的关键设备。

为防止水声信号处理电子元器件遭遇停产断档、禁运等情况，国产化替代显得尤为重要和紧迫。目前国内水声信号处理设备核心部件长期依赖于国外供应，如果西方对我国进行禁运，将直接影响水声行业的发展。

二、国际贸易环境变化影响分析

在世界经济格局复杂多变的今天，由一超多强局面走向多极化的趋势逐步加深，对我国水声信号处理设备的主要影响包括：

1）对中国输美电子元器件加征关税，意图破坏市场公平竞争环境，加剧国内半导体产业和分销行业困境，阻碍国内电子产业的发展。

2）采用停产断档、禁运进口核心电子元器件， 尽管中国电子产业链中上游核心器件的各项工艺及技术逐步成熟，对技术研发水平要求更高的半导体、精密仪器、航空航天、海洋技术等行业，我国尚未能形成明显的竞争优势，高端芯片和元器件领域仍难找到国产化替代。

3）垄断核心技术，在贸易战的基础上对中国发动“科技战”，限制国内公司获取美国提供设备支持的技术。

当进口电子元器件遭遇停产断档、禁运等情况，而水声设備又急需使用时，国产化替代显得尤为重要和紧迫，推动军工企业装备国产化正当其时。面对美国近期针对我国提出的一系列禁运清单，我国已高度重视装备国产化问题。水声信号处理设备是声纳系统中不可或缺的关键设备，针对现有的新型水声信号处理设备的国产化替代需求迫切。随着科学技术的发展，装备将朝着高技术化、综合一体化的方向发展，新型处理机属于符合装备发展趋势下的高技术含量装备之一。因此实现新型处理机的国产化，具有重要效益。

1） 先进的装备技术可以先从国外引进，经过消化、吸收最终转化为本国先进的技术，也可以基于国内技术基础上进行研制。但若想国内技术不断地大幅度提升，最稳固可靠的实现方式应建立在自有技术的强力发展基础上。新型处理机作为一型高技术装备，其国产化技术也是装备自有技术实力不断提升的重要技术储备之一。

2） 任何国家的高技术装备都不能依赖进口，核心技术、关键技术随时都面临断供风险。因此，必须依靠自己的力量发展技术，才能在国际关系中获取话语权，并争取到最大的权益。

3） 从信息安全角度上讲，由于进口电子元器件可能会在设计、制造、封装、测试等环节被人为植入后门，这些后门可窃取我国装备的数据甚至摧毁设备，严重影响我国的信息安全，因此，装备的国产化可以有效地保障国防和信息安全建设。

4）从国民经济角度上讲，高技术设备会使用大量高端芯片，这些高端芯片若无对应国产替代芯片，就意味着需要在国际市场上高价采购，随时面临技术封锁和禁止出口的风险。通过要求装备国产化，可间接促进国产高端芯片研制并量产使用。当我国掌握了相应的技术可生产相应高端芯片时，同类进口芯片的价格也会随之降低，同时也解除了禁运风险。无论对装备本身，或是对民用消费类电子产品而言，装备国产化可间接有效地促进我国国民经济发展。

三、国产化

（一）可行性分析

目前新型处理机所用的电阻、电容、电感、晶体、发光二极管和电连接器均选用国产器件，但主要核心器件大多为进口器件，之所以选用进口器件是因为设备在方案设计时，国内无符合要求的产品，目前国内已研发出对标产品，但性能指标和可靠性等目前待验证，且价格较进口器件高，主要核心器件如下;

1） 数字信号处理器（DSP）选用TI公司的TMS320C6678，国内对标产品为某大学计算机学院研制的FT-M6678，其正样产品于2018年4月完成流片;

2） 万兆网络交换芯片选用BroadCOM公司的BCM56846，国内对标产品为某公司研制的CTC8096，于2016年7月规模量产;

3） SRIO交换芯片选用IDT公司的80HCPS1848，国内对标产品为某公司的NMS1800，于2018年11月实现了量产流片和批量供货。

4） 现场可编程门阵列（FPGA）芯片选用Xilinx公司的XC7K325T等，国内对标产品于2018年12月完成。

新型处理机选用进口器件的另一个原因是设备在方案设计时，国内无符合要求的产品，目前国内仍无对标产品，例如：

1） 万兆PHY芯片选用BroadCOM公司的BCM8727;

2） 多路可编程时钟器件选用TI公司的CDCE 62005等。

通过国产化调研，可通过对硬件电路的重新优化设计实现国产化替代方案。目前新型处理机的主要关键核心元器件均有国产替代型号可替代或在研，且性能与对应进口器件相当，但由于多数国产器件厂家缺少相关器件资料，实测性能与稳定性均待验证。目前进口元器件国产化替代分析如下：

1） 第一类，立足国产元器件现货情况，针对如DSP、万兆交换芯片、储存器等产品，根据相应国产器件的设计要求，若与原设计型号管脚兼容可直接替换的，只需尽快采购相应型号器件使用即可实现国产化替代;若无法与原设计型号兼容，可通过更改硬件设计，实现其国产化替代。

2） 第二类，结合国产元器件在研情况，针对FPGA等器件，可通过申请样片，必要时可修改相关硬件设计，以达到器件国产化替代。

3） 第三类，短期内无可替代的元器件，如多路可编程时钟等，可结合现有国产产品情况及对应配套电路全更改设计，替换原设计中的器件;如万兆PHY芯片等，国内无相关产品或电路可替代，则需要国内新研相关产品。

通过以上分析，对新型处理机的硬件电路根据国产器件的相应情况进行重新优化设计，可以实现新型处理机的国产化替代方案。因此，新型处理机的国产替代具有可行性。

（二）经济性分析

新型处理机属于高技术装备，其国产替代具有高投入和高风险的特征，但相比损耗式装备，新型处理机可长期使用且损耗相对较小。目前，新型处理机原有技术成熟，国产替代方案并非是重新研制，而是国产芯片的匹配电路替代验证，主要经费在于国产元器件材料的购买、硬件电路验证测试及相关试验等费用，与新研设备相比，在一定程度上已大大缩减了研制经费。因此，新型处理机的国产替代具有较高的效费比。

另外，通过新型处理机的国产替代研制，可在一定程度上验证目前国内已有的相应国产芯片性能，促进国产芯片发展。当实现国产设备的量产后，也可带动国内相关的芯片厂商的打造相应生态环境，促进国内集成电路发展，并带动人员就业，不仅可缓解国产芯片厂商的资金压力，也为国产芯片的大力发展奠定基础。从长远来看，在充分发展国产芯片后，考虑国产芯片的民用消费市场化，也可为我国带来更大的经济效益。

四、应对措施

鉴于目前国内信号处理器件行业的现状，应该采取有力措施，提升相关行业技术水平，使中国的水声信号处理器件行业能够脱离美国供应独立运行。

1）加大对国内信号处理器件行业的资金投入，支持企业研发，提升生产技术水平。

2）支持推广国产信号处理器件的市场化应用，通过市场反馈机制，提高现有器件的可靠性和成熟度。

3）吸引国内外优秀的集成电路、芯片等行业的人才和领军人物到高校和科研机构，鼓励创新，提升基础研究水平。

4）尽快整合国内厂商，以现有产品，研发完全自主可控的国产水声信号处理平台，一旦国外厂商退出，可以立即抢占市场。

五、结论

通过对水声信号处理电子元器件國产化替代的分析可知，目前国内可以完全可以生产大部分水声信号处理相关器件，部分器件也达到国际同类产品技术水平，仅有少数部件暂无替代产品，但经过攻关研发或者其他方式，可以找到解决方案。因此我国完全有能力在短时间独立研发、制造水声信号处理平台。

目前国内水声信号处理电子元器件面对的主要问题是产品不够成熟，技术水平相对落后，导致国内市场依然长期被外国公司占据。在中美贸易战的大背景下，一旦我国水声信号处理设备被禁运，国内虽然可以在短期内研发出可替产品，但是在性能和可靠性上会有所差距。

因此，扶植国内水声信号处理电子元器件相关企业，特别是核心部件生产企业。在现有基础上研发可替代性产品，并大规模推广应用，有助于国内技术水平和可靠性的提升，并将对我国水声科研，装备行业的影响降至最低。

作者简介：

曹政（1976.06-）男，籍贯：辽宁新民，民族：汉族，学历学位：大学，学士，研究方向：水声工程。

作者单位：海装沈阳局驻沈阳地区第三军事代表室