2021-4-9 | 航空工業(yè)工程論文
自主及自主的航天元器件的有關(guān)定義
1.自主:自己做主;不依賴于人,不受制于人。
2.自主的航天元器件元器件:產(chǎn)品及形成該產(chǎn)品全過程的全部要素不受制于外國或他人,航天用戶可以公開并穩(wěn)定地獲得電學(xué)和環(huán)境性能、可靠性、供貨周期和價(jià)格等適宜航天型號的元器件。自主的航天元器件定義中涉及的術(shù)語:(1)元器件產(chǎn)品已通過元器件設(shè)計(jì)定型,可重復(fù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。(2)全過程元器件研制全過程包括:元器件芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線、封裝、測試、可靠性試驗(yàn)、應(yīng)用工具和外購件(材料)等。(3)公開直接進(jìn)口貿(mào)易或采購渠道。(4)穩(wěn)定在型號研制至任務(wù)結(jié)束的全壽命周期內(nèi),可以公開獲得,不出現(xiàn)停產(chǎn)、斷檔等問題。(5)形成產(chǎn)品的全部要素(簡稱全要素)可以認(rèn)為,全要素不受制于人,航天用戶就“可以公開并穩(wěn)定地獲得電學(xué)和環(huán)境性能、可靠性、供貨周期和價(jià)格等適宜航天型號的元器件”。而全要素是隱性的,不談自主時(shí),是不被關(guān)注的。談自主元器件時(shí),還不關(guān)注,不明確指出這些隱性的因素,就不能揭示元器件自主的關(guān)鍵所在。僅以外殼上有中國制造的標(biāo)識,不知道內(nèi)部芯片是外國的,可能導(dǎo)致大家對是否自主的判斷出現(xiàn)誤判。形成元器件是一個(gè)復(fù)雜的過程,如何表征形成元器件的全要素,同樣復(fù)雜。初步研究表明,形成元器件的因素有上百個(gè)之多,因此,由全部因素提煉出全要素、支撐自主的定義并形成簡單明確的定量方法和判據(jù),是本文探討的重點(diǎn)之一。
3.基本自主的航天元器件定義:元器件產(chǎn)品及形成該產(chǎn)品全過程的主要要素不受制于外國或他人,航天用戶可以公開并穩(wěn)定地獲得電學(xué)和環(huán)境性能、可靠性、供貨周期和價(jià)格適用于航天型號的元器件。
4.不自主的航天元器件定義:元器件產(chǎn)品及形成該產(chǎn)品全過程的主要要素受制于外國或他人,航天用戶不能公開或穩(wěn)定地獲得電學(xué)和環(huán)境性能、可靠性、供貨周期和價(jià)格適用于航天型號的元器件。
5.自主、基本自主與不自主定義的異同分析:可以看到,自主與基本自主的定義變化只有2個(gè)字,全部要素變成為主要要素。自主與不自主的變化只有3個(gè)字,不受制變成受制,可以公開并穩(wěn)定,變成不能公開或穩(wěn)定。顯然,要素是核心。
6.要素:說到要素,觀察的視角不同,結(jié)果會不同。以基本自主的視角,以集成電路為背景,主要要素研究的初步結(jié)果是:要素分為兩級為宜。一級要素的作用是提示是否基本自主的判斷方向,二級要素是一級要素的分解和細(xì)化,是定量判斷是否基本自主的基礎(chǔ)。一級要素有8個(gè),其中5個(gè)為0分否決,見表1自主的要素和定量分值表”中一級要素列。二級要素有30個(gè),見表1中二級要素列。
定量判斷自主程度的判別方法和判據(jù)
1.方法:(1)將一級要素和二級要素賦予量化分值。(2)二級要素如果是0分,則上級要素為0分。(3)各個(gè)一級要素得分,是所屬的二級要素累計(jì)分。
2.判據(jù):(1)一級要素之和是90分以上(含)是自主,60分以上(含)是基本自主,60分以下是不自主。(2)二級要素均滿足夠用及以上,才能判為自主。(3)0分否決的一級要素所屬二級要素出現(xiàn)0分,該器件為不自主。
可控和可控的航天元器件的有關(guān)定義
1.可控:可能或能夠控制。
2.控制:控制主體按照給定的條件和目標(biāo),對控制客體施加影響的過程和行為。
3.可控的航天元器件:“元器件產(chǎn)品當(dāng)前或者長久的獲得,存在受制于外國或他人的損失風(fēng)險(xiǎn),經(jīng)評估其風(fēng)險(xiǎn)可接受或者有規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的措施,元器件的電學(xué)和或環(huán)境性能、供貨周期、穩(wěn)定性和價(jià)格在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)適宜航天型號的元器件。
4.關(guān)鍵詞句:(1)當(dāng)前或者長久當(dāng)前指可以接受訂單,但存在周期長、交貨不及時(shí)、質(zhì)量不穩(wěn)定等情況。長久指型號研制至使用周期內(nèi)。(2)損失風(fēng)險(xiǎn)可以接受損失風(fēng)險(xiǎn)是指產(chǎn)生不希望后果的可能性。比如“國產(chǎn)”器件,生產(chǎn)流片所在合資線已經(jīng)預(yù)告將要停產(chǎn),因此不可接受。再如進(jìn)口器件有下面2種損失風(fēng)險(xiǎn)短期內(nèi)出現(xiàn)的可能性不大,因此可以接受:①國際形勢巨變,商用器件也禁運(yùn)。②預(yù)定的商用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)服從摩爾定律,小容量的很快出現(xiàn)停產(chǎn)。(3)有規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的措施有規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的措施的前提是已經(jīng)識別出風(fēng)險(xiǎn),規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的措施是有替代方案(僅指元器件形成要素)。如果有多樣化選擇的條件,就不會在“一棵樹上吊死”,有“條條大路通羅馬”的評估結(jié)論,風(fēng)險(xiǎn)也就化解了。
5.可控是手段:也是階段目標(biāo)對于不自主元器件,用戶的解決手段可能有三種之多。(1)等待自主元器件出現(xiàn)再啟動型號研制;(2)抓到什么用什么;(3)選擇可控的元器件。顯然,選擇可控的元器件為首選。對于自主的要求或目標(biāo)不能實(shí)現(xiàn)而言,可控是解決不自主問題的一種手段。然而,實(shí)現(xiàn)可控也并非輕而易舉。從這個(gè)角度,可控也是要求或目標(biāo)。
可控的要點(diǎn)
1.風(fēng)險(xiǎn)識別
通過本文提出的自主定義,可以方便地識別出器件自主的程度,并且得到導(dǎo)致該器件被判斷為基本自主和不自主元器件的要素。找出這些要素,也就識別了風(fēng)險(xiǎn)源。特別是0分否決的要素,是高風(fēng)險(xiǎn)源。例如,A器件是進(jìn)口元器件,屬于本文表1《自主的要素和定量分值表》的1級要素第5個(gè)“全過程地域”中2級要素第15個(gè)“非友好國”,其風(fēng)險(xiǎn)不僅有,而其是高風(fēng)險(xiǎn)。B器件不是進(jìn)口元器件,但測試在境外,屬于本文表1《自主的要素和定量分值表》的1級要素第5個(gè)“全過程地域”中2級要素第14個(gè)“境外,可公開用途”,其風(fēng)險(xiǎn)有,是中等風(fēng)險(xiǎn)。
2.風(fēng)險(xiǎn)評估和控制
依據(jù)可控的航天元器件定義,風(fēng)險(xiǎn)評估和控制應(yīng)至少考慮三個(gè)方面:一是評估為消除已經(jīng)識別出的風(fēng)險(xiǎn)源所需要的資源條件是否具備,分析由不自主向基本自主和自主的路線圖和時(shí)間表是否有不可控的因素。二是評估國內(nèi)和國外元器件的可獲得性,以及相應(yīng)的質(zhì)量保證和應(yīng)用驗(yàn)證能力等。三是評估戰(zhàn)略儲備的必要性和可能性。一般認(rèn)為,國內(nèi)近期可以研制,或者長久的可獲得性較好的元器件屬于風(fēng)險(xiǎn)可控,并已有相應(yīng)的管理辦法,提示使用進(jìn)口元器件的出口限制、停產(chǎn)、周期長和價(jià)格高等風(fēng)險(xiǎn),旨在促進(jìn)航天元器件的自主可控。本文提出的風(fēng)險(xiǎn)控制措施,不包括元器件需求方更改自己的元器件需求內(nèi)容(一般說法是用戶改設(shè)計(jì))。其原因是,目前,航天設(shè)計(jì)師采用的一般方法是使用已有的貨架元器件和利用已有的IP核實(shí)現(xiàn)諸如SoC之類的器件,實(shí)現(xiàn)航天產(chǎn)品的功能和性能。因?yàn)槭苤朴谌耍色@得性差,用戶改變對一個(gè)特定器件需求,不能改變該器件自主可控程度的屬性。例如,5000萬門FPGA買不到,將設(shè)計(jì)改為選擇5個(gè)1000萬門FPGA替代,這個(gè)措施的作用是規(guī)避了5000萬門FPGA不可獲得的風(fēng)險(xiǎn),是規(guī)避了5000萬門FPGA不能獲得導(dǎo)致用戶設(shè)計(jì)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。但是5000萬門FPGA屬于不自主、不可控器件的性質(zhì)仍然沒有變化。
結(jié)論
自主的航天元器件:元器件產(chǎn)品及形成該產(chǎn)品全過程的全部要素不受制于外國或他人,航天用戶可以公開并穩(wěn)定地獲得電學(xué)和環(huán)境性能、可靠性、供貨周期和價(jià)格等適宜航天型號的元器件。可控的航天元器件:元器件產(chǎn)品當(dāng)前或者長久的獲得,存在受制于外國或他人的損失風(fēng)險(xiǎn),經(jīng)評估其風(fēng)險(xiǎn)可接受或者有規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的措施,元器件的電學(xué)和或環(huán)境性能、供貨周期、穩(wěn)定性和價(jià)格在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)適宜航天型號的元器件。自主與可控有關(guān)聯(lián),更有區(qū)別。關(guān)聯(lián):均是解決受制于人的壓力的對策。區(qū)別:自主與可控側(cè)重對象不同,應(yīng)用重點(diǎn)不同。(1)自主:側(cè)重于研制國產(chǎn)元器件產(chǎn)品自主性,關(guān)心研制全過程的完整的受制要素,這是在從根本上解決受制于人的路徑,這是長期的需要投入巨大資源的歷史性工作。(2)可控:側(cè)重于識別風(fēng)險(xiǎn),判斷研制國產(chǎn)器件和使用進(jìn)口元器件產(chǎn)品可控性,關(guān)心受制引起的損失風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對方法,這是適應(yīng)需求的權(quán)宜之計(jì)。雖是不得已而用之,雖然也要長期使用,但建議謹(jǐn)慎使用、限制使用,在使用中考慮由可控向自主轉(zhuǎn)化。
總之,自主與可控是內(nèi)涵有一定的交集,但是概念不同的兩個(gè)詞。雖然都是解決受制于人的對策,但在這兩種對策將長期共存時(shí),建議以長久之計(jì)為主,權(quán)宜之計(jì)為輔,即自主為主,可控為輔。(本文表略)
本文作者:夏泓 李京苑 李應(yīng)選 姚全斌 李念濱 單位:北京中國空間技術(shù)研究院 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 中國航天電子技術(shù)研究院 北京微電子技術(shù)研究所 中國航天科技集團(tuán)公司