宇航级芯片,900万一颗,中国却不惧卡脖子,为何?

07月13日

文|华商韬略 芮尔

6月17日,神舟十二号载人飞船顺利发射。7月4日,航天员从天和核心舱节点舱成功出舱,身着中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服,与乘组航天员配合开展舱外作业。

为了保证与地球通讯和运行安全,每一个航天器上面都有电子装备系统,宇航级芯片就是航天航空电子装备的心脏。

宇航级芯片的运算性能还不如家里的电脑芯片,但是价格却要贵了不少,动辄几百万。美国Xilinx公司研发的一款宇航级FPGA芯片,其单价约500万元。

而我国北斗卫星的航天CPU,一块板子的价格就是900万人民币。据北斗三号总设计师林宝军说,这个价格还比之前便宜了好几倍。

既然运算性能还不如手机电脑芯片,宇航级芯片为什么卖这么贵呢?

芯片可以分为宇航级、军工级、工业级和消费级。近几年我们被美国断供的芯片就是消费级芯片,而宇航级、军工级很早就被西方封锁了。

宇航级芯片最重要的衡量标准不是运算性能,而是对太空环境的适应能力。在太空中,存在着大量的高能粒子和宇宙射线。这些粒子和射线会产生辐射效应,严重影响芯片工作。

据统计,1971 年到 1986 年的15年间,国外发射的39颗同步卫星共发生了 1589 次故障,其中有1129次故障与空间辐射有关。

此外,太空中极端的温差也会影响芯片性能。克服这些条件的研发成本远高于支持应用程序的手机芯片的研发成本。

至于我们为什么能够承受这么高昂的价格,则是因为宇航级芯片没有量产的需求,一个萝卜一个坑,因此可以在不计成本的情况下研究。

尽管我国的宇航级芯片已经实现了独立自主,但是早年我们也只能依赖进口。

由于欧美国家对我们实施了封锁,宇航级芯片走上了艰难的独立自主之路。这条路主要有方向,一是自主研发,二是利用开源代码再设计。

嫦娥四号发射时用的芯片还是美国进口的ATMELAT697芯片,价格从30万到上百万不等。

而随着国产芯片的崛起,我国2015年发射的北斗双星上搭载的是两枚国产芯片,成本仅需几万一枚。我国2017年研发的龙芯1E300,性能指标已经达到了美国宇航级芯片的水准。

林宝军总师曾公开表示,北斗卫星上使用的900万一颗的CPU,而国外SpaceX做出来只要几百元。

或许在降低航天装备上研发成本,商业航天公司也有很多可借鉴之处。降低成本、提高稳定性这是宇航级芯片的侧重点。至于运算性能并非不可提升,而是够用即可。

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