航天型號元器件自主可控工作的實踐與思考

◎上海航天技術研究院 肖鳳娟 趙艷濤

由于我國電子元器件工業基礎相對薄弱，航天型號使用的核心元器件和高端通用芯片長期依靠進口，但某些西方發達國家經常采取禁運等方式遏制我國在航天領域的發展。為此，國家有關部門相繼制定了一些管理辦法，旨在推動元器件自主發展，促使航天型號元器件實現自主可控。為盡早擺脫航天型號元器件長期受制于人的被動局面，上海航天技術研究院結合型號研制，對提高元器件的自主可控工作進行了一些嘗試，并取得了一些有益的效果。

一、元器件自主可控工作的實施

上海航天技術研究院下屬多個總體研究所、專業技術研究所和技術基礎研究所，承擔了我國導彈武器系統、運載火箭、衛星、飛船及探測器五大領域的研制生產任務，電子產品應用范圍非常廣泛。為提高航天型號元器件的自主可控水平，研究院根據自身組織結構特點，按照型號總體、專業技術和技術基礎逐級對元器件自主可控工作進行了分解：總體所從總體研制需求出發設計元器件自主發展方案，專業所基于國產元器件進行產品設計，技術基礎所作為元器件可靠性中心開展國產化替代應用驗證等工作。

研究院針對型號研制各階段特點分別制定了自主可控工作的要求。對新立項型號，基于國產元器件進行系統設計，嚴格控制進口元器件規格、數量、經費比例；對在研、定型、批生產型號積極開展進口元器件國產化替代工作；對暫不能進行國產化替代的元器件采取保障措施，在保障型號使用的同時加強技術跟蹤，待條件成熟時進行替代。在型號立項、研制轉階段工作中逐級開展進口元器件選用專項審查，從選用源頭把關。

1.準備立項型號

為保證準備立項的某型號順利立項，研究院在型號總體技術方案論證時將進口元器件控制比例的指標要求作為技術方案論證輸入之一，在型號總體的具體論證和設計工作中對指標的可實現情況進行深入分析，并在各分系統及單機的設計方案中逐級分解落實，同時在型號總體、各分系統的設計過程中設立進口元器件選用審查節點。一方面基于國產元器件進行技術方案設計，采用在性能、指標、質量等級方面已基本能夠替代進口的國產元器件；另一方面從型號全系統設計上壓縮進口元器件品種，統一關鍵進口元器件的選型，打破原有單機、分系統選型的局限性。

經實踐證明，這一措施效果明顯，該型號進口元器件的控制比例在設計定型時能夠滿足總裝要求，其中國產元器件在使用品種上的比例為95.8%，在使用數量上的比例為96.6%，在費用上的比例為96.9%，數費比為0.997。

2.在研和定型型號

研究院在對在研、定型、批生產型號使用的元器件進行詳細統計的基礎上，充分利用其它項目已取得的國產化成果，對使用的進口元器件逐個進行國產化替代可行性論證，對進口元器件的國產化成熟度進行分類（見表1），并根據國產元器件的成熟度和型號研制進度制定國產化研制計劃。同時，根據型號的特定使用要求，對國產化元器件進行一系列的驗證，確定其可靠性后再進行裝機應用。

表1 國產元器件成熟度分類標準

2012年，研究院制定了針對某型號的元器件國產化實施方案。在方案中按成熟度對進口元器件進行了細致的分類，并對選用的進口元器件國產化可行性與國內研制單位進行了充分對接，對進口元器件清單組織了多輪審查，對原始的進口元器件品種進行了壓縮，將元器件的國產化率從75%提高到86%，國產元器件使用數量比例提高到88%。

另外，以某在研型號為例，其進口元器件國產化替代驗證工作正有序開展，其中國產元器件在使用品種上的比例為85%，在使用數量上的比例為86.1%，在費用上的比例為85.8%。

在前期工作的基礎上，研究院組織各承制單位對某定型型號完成國產化替代工作前后的進口元器件使用變化情況進行了統計，如圖1所示。

3.暫時不能替代的元器件

為保障航天型號研制任務的順利完成，研究院對暫時不能開展國產化替代工作的元器件提出了加強國產化技術跟蹤的要求。同時，根據型號研制、批生產需求預測做好采購周期較長或采購相對困難的進口元器件的儲備工作，保障型號使用。

圖1 某定型型號國產化前后進口元器件使用變化情況

二、開展自主可控工作遇到的問題

雖然研究院開展的航天型號元器件自主可控工作取得了初步成效，但在實踐過程中也遇到了以下幾個方面的問題：

1.兼容性與可靠性問題

元器件使用方一般要求國產元器件與進口元器件全兼容，但是由于設計、工藝、原材料等因素，有些國產元器件難以做到與進口元器件全兼容，如封裝形式不同、工作電壓范圍不同、工作頻率不同等。這些問題影響了國產元器件在航天型號上的使用。

由于大多數新研制或在研的國產元器件在航天型號上的使用經歷十分有限，甚至沒有使用經歷，加之有些可靠性問題難以在常規的元器件級測試與篩選過程中發現，因此必須對國產元器件進行認證和鑒定，以確保裝機使用后能夠長期穩定工作，避免發生由于元器件應用驗證不充分導致的型號研制進度問題。

2.進度與批生產問題

由于進口元器件國產化難度普遍較大，研制周期往往難以預計，而且研制完成后還需進行大量的鑒定、應用驗證等工作才能確定產品能否用于航天型號。因此，為避免發生研制、鑒定和應用驗證時間超出預期的情況，研制單位應做好充分準備，合理安排相關工作的時間。

當產品研制成功后，部分研制單位可能會遇到批生產供貨周期和質量保證等問題。

3.經費問題

在元器件自主可控工作中，除元器件研制自身需要經費外，各參與單位還需要投入大量的人力、物力和財力對國產元器件進行鑒定、極限評估、結構分析、應用驗證等工作，必須給予足夠的經費支持。

三、措施建議

1.加強關鍵元器件的國產化成熟度評價工作

關鍵元器件是指對型號功能、性能、壽命周期和環境適應性起決定作用，且不易獲得的元器件。目前，國產元器件使用率比較低的一個重要原因是其可靠性缺乏權威的成熟度評價。建議設立國產電子元器件應用驗證中心，作為第三方獨立評估單位，通過一套標準的應用驗證程序評估電子元器件的適用性、成熟度，同時為提高型號元器件的自主可控水平提供強有力的技術支撐。

2.預先開展關鍵元器件的研制工作

隨著我國航天科技工業的發展，航天型號的研制周期越來越短，基本上3～5年就要完成從方案階段到定型階段的研制。元器件從研制到成熟需要進行大量的研究、驗證和鑒定工作，如果在型號研制啟動之后才開始元器件研制工作，就很難在時間上滿足整體進度要求。建議在型號預研或背景型號研制時就啟動元器件的開發、測評和產品驗證工作。

3.出臺鼓勵使用國產元器件的支持政策

建議國家設立專項資金，出臺專項政策，扶植航天型號實施元器件國產化研制、替代和驗證工作。按照型號特點做好關鍵元器件的選型規劃，對單機產品開展產品化、型譜化工作，并加強應用驗證建設，由第三方對其可靠性進行驗證、鑒定，降低型號使用風險。對元器件國產化比例較高、應用效果好的單位和型號進行獎勵與表彰；對因采用國產元器件而發生本質批次失效問題的型號實行減免責任制度；對發生嚴重質量問題的元器件提供方實施問責制，加大責任處罰力度。

元器件自主可控工作是一項艱巨的基礎工程，需要在觀念上、機制上、管理上作工作、作改革，需要在人才隊伍建設、條件保障建設、產品設計測試平臺建設上進一步深化研究。