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歼10C与半导体,看中国航空工业的“硅基心脏”

歼10C与半导体,看中国航空工业的“硅基心脏” 是说芯语
2025-05-11
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半导体高质量发展创新成果征集


周六巴基斯坦胖揍印度把我看的一愣一愣的…因为巴基斯坦81%都是东大制式装备,印度也是欧洲、美国、自研的散装铁疙瘩。最新是双方即时停战,比赛结束。在这场战斗里,巴基斯坦携东大武器打出了风格,赛出了水平。

这次冲突的直接原因,是4月22日印控克什米尔地区针对游客的枪击事件,造成至少26人死亡多人受伤(其中25人为印度人)。印度政府指控巴基斯坦支持实施袭击的“跨境恐怖分子”,但巴方否认与事件有关,并呼吁国际调查。但印度国内民粹主义情绪高涨,民众要求政府对巴采取强硬措施。莫迪政府借此机会升级对抗,包括:

1,单方面切断《印度河用水条约》,该条约保障巴基斯坦80%的农业用水,印度断水被巴方视为“战争行为”;

2,关闭边境口岸、驱逐外交官、暂停贸易…

直到5月7日凌晨,印度发动代号“辛杜尔”的空袭行动,打击巴控克什米尔及旁遮普省的“恐怖分子基础设施”,但造成平民伤亡,包括一名7岁男孩。巴铁这肯定忍不了,直接开战…其实巴基斯坦国内政治压力也大,正想发泄印度送上门,就像女朋友刚提分手,男的拉着箱子直接走人了。更深层次的原因涉及两国历史矛盾、国内政治博弈及国际战略竞争,这里不讨论,仅仅是交代一下事情的前因。

我们表面看到的是歼10的大放异彩,战斗机的胜利背后是东大航空工业的胜利,而这关键又在于中国半导体产业的艰难突围。今天就从半导体产业的角度,简单做个探讨,聊一点军工半导体的基本情况。


一、从“手绘图纸”到“硅基心脏”,关键系统全面突破


1998年3月23日,歼-10首飞成功,总设计师宋文骢与试飞员雷强相拥而泣,中国航空工业终于撕掉了“仿制”的标签,宋总也将自己的生日改到了3月23号。这架划时代的战斗机背后,隐藏着一场惊心动魄的“半导体突围战”:从航电系统到飞控芯片,从雷达信号处理到电源管理,从手绘图纸到试飞成功,每一个半导体器件都凝聚着中国工程师的艰辛与智慧。

1,首先是歼10的“飞行大脑”——航电系统,其核心是一套高度综合化的数字架构,而半导体器件正是这套系统的“神经元”。  

先说FC总线,歼-10的航电系统首次采用光纤通道(FC)总线技术,数据传输速率高达10Gbps,抗电磁干扰能力远超传统铜缆。成都成电光信公司研发的FC网络数据通信卡,通过定制化芯片实现了微秒级延迟,直接对标美国F-22的MIL-STD-1553B总线标准,这些芯片需在-55℃至125℃极端温度下稳定运行。

这里有一个隐晦的逻辑,某些军用半导体的参数和要求,和高性能车规半导体相近,通过某些手段,可以将其性能和稳定性加强,同时通过一些独特的封装手艺进行加固,进一步达到军品的要求。这个不展开讲了,具体的咱也不了解…

然后是有源相控阵雷达,歼-10C换装国产有源相控阵雷达,其核心是上千个氮化镓(GaN)T/R模块。每个模块包含发射、接收、移相三大功能,依赖高纯度半导体材料。早期中国无法量产此类芯片,科研团队也是创造性采用“逆向封装”策略,在商用芯片基础上完成了一些工作。

2,飞控芯片:从“卡脖子”到“中国芯”

歼10是我们首款采用全权限数字电传飞控(FBW)的战斗机,其核心是一套四余度飞控计算机,每秒需完成数百万次运算。  

1990年代,中国无法自主生产军用级DSP芯片,只能从美国TI公司进口TMS320C30。为防止断供,607所(现中航工业雷电院)开发了“双芯片冗余架构”:主芯片执行控制算法,备份芯片实时监测,一旦主芯片故障,0.1秒内切换,这套系统在2001年试飞中成功化解了因芯片过热导致的险情。(中航工业公众号:跨越,从23年的那次首飞开始

3,电源系统:IGBT打造的“能量心脏” 

早期歼-10使用俄制电源模块,功率仅30kVA且故障率高。航空工业电源团队研发出喷油冷却组合电源,关键突破在于IGBT(绝缘栅双极晶体管)芯片的国产化。通过将多颗车规级IGBT并联,并采用氮化铝陶瓷基板散热,最终实现功率翻倍、体积缩小40%。

国产电源系统首次引入数字式控制器,其核心是一颗28nm制程的SoC芯片。该芯片集成故障诊断、负载均衡、电磁兼容三大功能,可在1微秒内切断故障电路。研制期间,团队在青海高原模拟-50℃低温测试,连续72小时烧录代码,最终实现99.9999%的可靠性。中航工业澎湃号航空工业:从此,国产战机有了自己的高性能航空电源)……

以上,并不是全部。这些年有大量的国产半导体及芯片在战斗机、军舰以及导弹、雷达上使用,比如某些SoC,都是我国国防工业跨越式发展的关键因素。


二、军用半导体的基本逻辑:从筛选到自主可控,直至超越

歼-10的半导体之路充满了“生存式智慧”。很明显,歼-10的时代大量的芯片,我们并没有办法生产,也被严禁购买。

但我们很好的解决了,怎么理解?隐晦的说,就是在大量可获得的芯片里找到一些最好的,通过某种手艺将其改造、加强成军品。这个是100%存在的,比如2018年美国限制Xilinx的FPGA芯片对华出口。成飞与龙芯中科合作,将龙芯3A5000处理器改造成飞控协处理器,通过RISC-V架构开源指令集规避专利壁垒。尽管性能仅为美国同类产品的70%,但实现了完全的自主可控。至此,可以说在某种程度上,西方已经再也放不住我们航空工业前进的步伐了。

这也就是为什么美国要全面禁华为的原因,因为某些商用芯片,确实可以…但后来发现只要不是完全隔绝,根本禁不了,后来很多事情的逻辑就变了:120%的精力用在严控最先进上,其他的管不了不管了,保持代差,寻求稳定的平衡。

歼-10的半导体进化史,映射出中国半导体乃至军工产业转型以及超越的逻辑,那就是先学习、再优化,最后超越,优化是重点,我们的核心能力在于某些工程手艺。比如歼-10C已搭载的AI协处理器,据说甚至可以大概率的识别F-35隐身战机…这个未经考证,看到的一些外媒资料。 

总结:

1,军工产业的能力在这次印巴冲突里得到了实战验证,路线和方向没问题,速度还超预期;

2,这次的间接能力展示,更加增强了在瑞士谈判的中国代表团的底气,无论在关税、军事、制造业乃至AI等等领域,你都别想占便宜;

3,那些考虑产业链外迁的公司,特朗普就3年多,要不要重新评估一下未来的利弊?


今天看了大量的信息,100%确定的是我们的军工能力毫无疑问的大幅领先除美国之外的其他主要大国,我们还没展示造船能力,印巴已经完赛了…

从首飞时70%芯片依赖进口,到歼-10C实现90%国产化,中国用20年走完了西方半世纪的路。这块小小的硅片,不仅承载着战机的“生命信号”,更是我们国家科技自强的缩影。正如歼-20的总师杨伟所言:“未来的空战,是硅基与碳基的融合之战——而我们正在定义规则。”  


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