了解元器件国产化替代

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% l9 g; Z: |) `& B
% X; c; A& O7 `1 _9 z从2018年中兴公司被美国政府禁售电子元器件开始，川普就蓄谋对中国高科技企业下手，果不其然在之后的一年，以华为为代表的重量级高科技企业屡遭狠手。最近的一次是2019年6月22日，美国商务部将中科曙光、天津海光、成都海光集成电路、成都海光微电子技术、无锡江南计算技术研究所这五家中国高科技企业/机构列入“实体名单”，与华为一样被禁止在未经美国政府批准的情况下从美国企业获得元器件和相关技术，这甚至可能影响其与国际高校、国际标准组织的合作。
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电子元器件不管是材料、设备、还是工艺，它都是一个资金密集型的领域，同样也是一个人才密集型的行业。中国的基础非常薄弱，甚至很多东西是零基础，因为大量的技术是被国外封锁的，且门槛非常高。

▶▶ 制造液晶显示器用到的ITO靶材（日本、韩国）：质量不稳定、材料不过关，从实验室到量产才能突破大尺寸领域

▶▶ 高端的手机射频器件，高端滤波器、振荡器等射频元件（美国）：半导体材料差距大，中国研究做得早，量产化还是问题多：材料的一致性、电性能均匀性

▶▶ 自动驾驶汽车必备的激光雷达（美国）激光雷达芯片例如发射器（德国）：国产激光雷达最高40线，国外可做到64甚至128线，高分辨率芯片生产工艺不成熟

▶▶ 高质量消费级电容和电阻（日本）：短板还是材料，日本的MLCC产品可以做到1000层，中国产品在300层左右

▶▶ 新能源车的“心脏”锂离子电池（美国、日本、韩国）：美国强于研发设计，日本强于材料生产，中韩是第二梯队

▶▶ 高速的（≥25Gbps）光芯片和电芯片（美国）：中兴通讯被制裁的用于光通讯领域的光模块，低速的（≤10Gbps）光芯片和电芯片实现了国产

中国电子元器件市场占据全球市场超过40%

长期以来，中国一直是电子产品生产的集中地，因而也是全世界最大的半导体产品消费国家。2017年，中国对半导体的需求约为1,892亿美元，占全球半导体市场的44.1%。中国集成电路市场近年来一直在快速增长，且随着国内5G通信、物联网等前沿应用领域快速成熟，国内集成电路市场需求将进一步提升。

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中国电子元器件自给率低于15%

在2014及2015年的统计中芯片进口就超过了2000亿美元，超过了原油，成为中国进口量最大的商品。根据ICinsights数据，2015国内半导体自给率还没超过10%，16年自给率刚达到10.4%。

国产元器件集成电路出口776.8亿元增长 64.8%

今年以来，广东外贸继续保持规模稳定，7、8月外贸规模均超过6000亿元，表现出强劲韧性。

海关总署广东分署数据显示，2019年1-8月，广东外贸进出口总值4.51万亿元人民币，占同期我国进出口总值的22.4%。

其中，高技术产品持续受海外青睐，集成电路出口增长64.8%。此外，广东对欧盟进出口增长12.3%，增势明显。集成电路等高技术产品最受海外欢迎。1-8月，广东出口机电产品1.88万亿元，增长2.5%。其中，集成电路出口776.8亿元，增长64.8%；家电1401.3亿元，增长5.3%。

今年前8月，广东外贸出口2.74万亿元，增长3.2%；进口1.77万亿元，下降5.1%。

集成电路等高技术产品最受海外欢迎。1—8月，广东出口机电产品1.88万亿元，增长2.5%。其中，集成电路出口776.8亿元，增长64.8%；家电1401.3亿元，增长5.3%。

一、为什么要国产化替代

电子元器件是航空航天等高端装备的基本单元，所以，电子元器件的可靠性是保证航空航天装备可靠性的基础。目前国内还有很多航空航天装备采用的是进口电子元器件。这些进口的元器件的使用主要有一下问题存在。

1.研制生产没有保障

目前，电子元器件更新换代周期越来越短。以集成电路为例，按照摩尔定律，每18个月其尺寸缩小一半，而集成度提升一倍。由于元器件的升级换代速度越来越快，以及国外厂商合并重组等原因导致的元器件停产，就给很多已服役和仍在生产的航空航天等高端装备的维护和生产带来了很大的困难。

另外，以美国为首的西方国家形成联盟，长期对我国实行严格的出口限制政策。以美国为例，制定了严格的政策和相关措施限制高新技术及产品出口。美国商务部制定了商品管制清单(Commerce Control List， CCL)，严禁将清单内的电子元器件出口到相关国家和地区。这种电子元器件的禁运政策也给我国高性能的航空航天装备的研制和生产造成了较大影响。

2.信息安全隐患

由于西方国家的技术先进性和国家间利益冲突，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，如IP核可能被嵌入后门、掩膜制版及高端封装也可植入后门。这些后门可窃取我国装备的数据甚至摧毁设备，并可能进一步通过网络传播病毒和木马，严重影响我国的信息安全。比如，2008年，美国国家安全局的一台发电机控制系统受到攻击后造成物理损坏。2010年，德国发现首个专门针对工业控制系统芯片的破坏性病毒。可见，在国防和信息安全建设中如果不能实现电子元器件的自主可控，则会始终处于受制于人、被动挨打的局面。

3.装备质量风险

　　由于各种客观因素，航空航天装备使用了部分工业级元器件，这些工业级元器件大多通过代理商购买，无法获取相关的质量证明文件，个别已停产元器件甚至是翻新件。同时，部分大规模集成电路国内也无相应的测试手段。因此，部分进口电子元器件的性能参数、可靠性水平等往往只能随设备进行测试，无法预先开展检测和筛选工作，导致在设备使用过程中可能存在参数异常、早期失效等情况。进口电子元器件存在的质量风险已严重影响了航空航天装备的研制、生产、以及使用。

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二、元器件国产化替代中的问题

由于航空航天装备使用进口电子元器件的保障困难，在安全隐患、质量风险等方面的诸多问题，因此，大力推进进口电子元器件的国产化替代，已经成为一项构筑国家信息安全、保卫国家独立外交能力的紧迫而艰巨的任务。虽然，我国已在元器件国产化替代方面加大投入并取得了很大进展，但是由于各单位在元器件国产化替代方面执行力度不一，元器件国产化替代仍存在一些问题。

1.缺乏系统指导性文件

由于顶层管理文件不完善，目前国内尚无指导性文件规范国产新研电子元器件的研制、生产、鉴定和应用验证等工作，无法对元器件国产化替代工作进行有效的控制和监督。同时，部分装备研制单位虽然自行制定了单位内部的元器件国产化替代制度，但由于设计、工艺、加工等因素，国产化替代验证只能结合实际的模块、整机统筹开展，难以全面验证元器件的性能。

2.参数体系不完整

我国电子元器件生产起步晚，早期主要以仿制进口电子元器件为主。受各种客观条件和进口电子元器件知识产权保护的限制，仿制元器件无法保证设计、材料、工艺与进口元器件完全一致，且由于参数体系不完整、性能指标测试覆盖不全，测试合格的元器件仍然可能存在未被激发的缺陷。

3.工艺设计有问题

为了满足小型化需求，国内航空航天装备选择了部分进口表贴电子元器件。由于管壳工艺差异等原因，对应的国产化替代元器件可能存在封装无法完全兼容的问题。而且，考虑到研制进度和技术风险，整机单位多选用原位替代的国产化方案，且应用验证试验多为性能、工艺和环境适应性验证，难以暴露因管脚或工艺不匹配导致的问题。如某国产A/D转换器，管脚间距与进口产品存在微小差异，封装不完全兼容，在长期使用后很容易就会出现脱焊。

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