國際貿易環境變化對水聲信號處理電子元器件的影響分析

摘要：本文分析了國際貿易環境變化對我國當前水聲信號處理器件的影響。通過分析國產化的可行性和經濟性，提出發展自有技術、突破核心關鍵技術、落實國產化等措施，能夠將我國水聲信號處理器件影響降到最低。

關鍵詞：水聲信號處理;電子元器件;國產化

一、引言

在水聲領域，信號處理設備用于完成對水聲裝備基陣數字信號的實時并行運算，形成送往水聲裝備顯控臺的輸出，還完成水下聲場快速運算等復雜的數據與信息處理任務。因此，水聲信號處理設備是聲納系統中不可或缺的關鍵設備。

為防止水聲信號處理電子元器件遭遇停產斷檔、禁運等情況，國產化替代顯得尤為重要和緊迫。目前國內水聲信號處理設備核心部件長期依賴于國外供應，如果西方對我國進行禁運，將直接影響水聲行業的發展。

二、國際貿易環境變化影響分析

在世界經濟格局復雜多變的今天，由一超多強局面走向多極化的趨勢逐步加深，對我國水聲信號處理設備的主要影響包括：

1）對中國輸美電子元器件加征關稅，意圖破壞市場公平競爭環境，加劇國內半導體產業和分銷行業困境，阻礙國內電子產業的發展。

2）采用停產斷檔、禁運進口核心電子元器件， 盡管中國電子產業鏈中上游核心器件的各項工藝及技術逐步成熟，對技術研發水平要求更高的半導體、精密儀器、航空航天、海洋技術等行業，我國尚未能形成明顯的競爭優勢，高端芯片和元器件領域仍難找到國產化替代。

3）壟斷核心技術，在貿易戰的基礎上對中國發動“科技戰”，限制國內公司獲取美國提供設備支持的技術。

當進口電子元器件遭遇停產斷檔、禁運等情況，而水聲設備又急需使用時，國產化替代顯得尤為重要和緊迫，推動軍工企業裝備國產化正當其時。面對美國近期針對我國提出的一系列禁運清單，我國已高度重視裝備國產化問題。水聲信號處理設備是聲納系統中不可或缺的關鍵設備，針對現有的新型水聲信號處理設備的國產化替代需求迫切。隨著科學技術的發展，裝備將朝著高技術化、綜合一體化的方向發展，新型處理機屬于符合裝備發展趨勢下的高技術含量裝備之一。因此實現新型處理機的國產化，具有重要效益。

1） 先進的裝備技術可以先從國外引進，經過消化、吸收最終轉化為本國先進的技術，也可以基于國內技術基礎上進行研制。但若想國內技術不斷地大幅度提升，最穩固可靠的實現方式應建立在自有技術的強力發展基礎上。新型處理機作為一型高技術裝備，其國產化技術也是裝備自有技術實力不斷提升的重要技術儲備之一。

2） 任何國家的高技術裝備都不能依賴進口，核心技術、關鍵技術隨時都面臨斷供風險。因此，必須依靠自己的力量發展技術，才能在國際關系中獲取話語權，并爭取到最大的權益。

3） 從信息安全角度上講，由于進口電子元器件可能會在設計、制造、封裝、測試等環節被人為植入后門，這些后門可竊取我國裝備的數據甚至摧毀設備，嚴重影響我國的信息安全，因此，裝備的國產化可以有效地保障國防和信息安全建設。

4）從國民經濟角度上講，高技術設備會使用大量高端芯片，這些高端芯片若無對應國產替代芯片，就意味著需要在國際市場上高價采購，隨時面臨技術封鎖和禁止出口的風險。通過要求裝備國產化，可間接促進國產高端芯片研制并量產使用。當我國掌握了相應的技術可生產相應高端芯片時，同類進口芯片的價格也會隨之降低，同時也解除了禁運風險。無論對裝備本身，或是對民用消費類電子產品而言，裝備國產化可間接有效地促進我國國民經濟發展。

三、國產化

（一）可行性分析

目前新型處理機所用的電阻、電容、電感、晶體、發光二極管和電連接器均選用國產器件，但主要核心器件大多為進口器件，之所以選用進口器件是因為設備在方案設計時，國內無符合要求的產品，目前國內已研發出對標產品，但性能指標和可靠性等目前待驗證，且價格較進口器件高，主要核心器件如下;

1） 數字信號處理器（DSP）選用TI公司的TMS320C6678，國內對標產品為某大學計算機學院研制的FT-M6678，其正樣產品于2018年4月完成流片;

2） 萬兆網絡交換芯片選用BroadCOM公司的BCM56846，國內對標產品為某公司研制的CTC8096，于2016年7月規模量產;

3） SRIO交換芯片選用IDT公司的80HCPS1848，國內對標產品為某公司的NMS1800，于2018年11月實現了量產流片和批量供貨。

4） 現場可編程門陣列（FPGA）芯片選用Xilinx公司的XC7K325T等，國內對標產品于2018年12月完成。

新型處理機選用進口器件的另一個原因是設備在方案設計時，國內無符合要求的產品，目前國內仍無對標產品，例如：

1） 萬兆PHY芯片選用BroadCOM公司的BCM8727;

2） 多路可編程時鐘器件選用TI公司的CDCE 62005等。

通過國產化調研，可通過對硬件電路的重新優化設計實現國產化替代方案。目前新型處理機的主要關鍵核心元器件均有國產替代型號可替代或在研，且性能與對應進口器件相當，但由于多數國產器件廠家缺少相關器件資料，實測性能與穩定性均待驗證。目前進口元器件國產化替代分析如下：

1） 第一類，立足國產元器件現貨情況，針對如DSP、萬兆交換芯片、儲存器等產品，根據相應國產器件的設計要求，若與原設計型號管腳兼容可直接替換的，只需盡快采購相應型號器件使用即可實現國產化替代;若無法與原設計型號兼容，可通過更改硬件設計，實現其國產化替代。

2） 第二類，結合國產元器件在研情況，針對FPGA等器件，可通過申請樣片，必要時可修改相關硬件設計，以達到器件國產化替代。

3） 第三類，短期內無可替代的元器件，如多路可編程時鐘等，可結合現有國產產品情況及對應配套電路全更改設計，替換原設計中的器件;如萬兆PHY芯片等，國內無相關產品或電路可替代，則需要國內新研相關產品。

通過以上分析，對新型處理機的硬件電路根據國產器件的相應情況進行重新優化設計，可以實現新型處理機的國產化替代方案。因此，新型處理機的國產替代具有可行性。

（二）經濟性分析

新型處理機屬于高技術裝備，其國產替代具有高投入和高風險的特征，但相比損耗式裝備，新型處理機可長期使用且損耗相對較小。目前，新型處理機原有技術成熟，國產替代方案并非是重新研制，而是國產芯片的匹配電路替代驗證，主要經費在于國產元器件材料的購買、硬件電路驗證測試及相關試驗等費用，與新研設備相比，在一定程度上已大大縮減了研制經費。因此，新型處理機的國產替代具有較高的效費比。

另外，通過新型處理機的國產替代研制，可在一定程度上驗證目前國內已有的相應國產芯片性能，促進國產芯片發展。當實現國產設備的量產后，也可帶動國內相關的芯片廠商的打造相應生態環境，促進國內集成電路發展，并帶動人員就業，不僅可緩解國產芯片廠商的資金壓力，也為國產芯片的大力發展奠定基礎。從長遠來看，在充分發展國產芯片后，考慮國產芯片的民用消費市場化，也可為我國帶來更大的經濟效益。

四、應對措施

鑒于目前國內信號處理器件行業的現狀，應該采取有力措施，提升相關行業技術水平，使中國的水聲信號處理器件行業能夠脫離美國供應獨立運行。

1）加大對國內信號處理器件行業的資金投入，支持企業研發，提升生產技術水平。

2）支持推廣國產信號處理器件的市場化應用，通過市場反饋機制，提高現有器件的可靠性和成熟度。

3）吸引國內外優秀的集成電路、芯片等行業的人才和領軍人物到高校和科研機構，鼓勵創新，提升基礎研究水平。

4）盡快整合國內廠商，以現有產品，研發完全自主可控的國產水聲信號處理平臺，一旦國外廠商退出，可以立即搶占市場。

五、結論

通過對水聲信號處理電子元器件國產化替代的分析可知，目前國內可以完全可以生產大部分水聲信號處理相關器件，部分器件也達到國際同類產品技術水平，僅有少數部件暫無替代產品，但經過攻關研發或者其他方式，可以找到解決方案。因此我國完全有能力在短時間獨立研發、制造水聲信號處理平臺。

目前國內水聲信號處理電子元器件面對的主要問題是產品不夠成熟，技術水平相對落后，導致國內市場依然長期被外國公司占據。在中美貿易戰的大背景下，一旦我國水聲信號處理設備被禁運，國內雖然可以在短期內研發出可替產品，但是在性能和可靠性上會有所差距。

因此，扶植國內水聲信號處理電子元器件相關企業，特別是核心部件生產企業。在現有基礎上研發可替代性產品，并大規模推廣應用，有助于國內技術水平和可靠性的提升，并將對我國水聲科研，裝備行業的影響降至最低。

作者簡介：

曹政（1976.06-）男，籍貫：遼寧新民，民族：漢族，學歷學位：大學，學士，研究方向：水聲工程。

作者單位：海裝沈陽局駐沈陽地區第三軍事代表室