紫光国微陈杰:2026是商业航天规模化组网关键之年

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9月9日,2026国际集成电路创新博览会(IICIE)在深圳国际会展中心(宝安)盛大开幕。本届博览会由CIOE中国光博会主办,爱集微(上海)科技有限公司、深圳市贺戎中芯展览有限公司承办,以“跨界融合・全链协同共筑特色芯生态”为主题,打造覆盖集成电路全产业链的高端展示与交流合作平台,汇聚产业各方力量,探寻半导体产业创新协同发展之路。

在下午举行集成电路创新高峰论坛上,紫光国芯微电子股份有限公司董事长陈杰发表题为《面向商业航天与后摩尔技术的集成电路产业创新实践》的主旨演讲。陈杰围绕国内商业航天产业发展机遇与挑战,深入剖析太空极端环境下宇航芯片的可靠性难题,系统介绍了紫光国微在抗辐射芯片领域二十余年的技术积淀与差异化产品方案,并分享了公司在后摩尔时代的前沿技术布局,探讨国产集成电路产业的创新发展方向。

商业航天规模化高可靠芯片升级

陈杰表示,2014年国家“60号文”放开民营资本参与民用空间基础设施建设,我国商业航天正式迈入破冰发展阶段;2024年商业航天被写入政府工作报告,成为拉动经济高质量发展的重要力量。行业预测,国内商业航天市场规模2025年将达2.83万亿元,2030年有望突破7至10万亿元,增长空间十分可观。

他将商业航天划分为回收火箭、卫星制造与载荷、地面测控系统、应用服务四大核心赛道,覆盖通信、遥感、导航、太空算力等关键方向。陈杰指出,长征十号海上发射、火箭陆地着陆等里程碑事件,标志着国内火箭回收技术日趋成熟,发射成本持续下降。海南商业发射场已实现高频次发射,“三天两射”成为常态,千帆星座、中国星网等低轨卫星组网不断提速,2026年将成为中国商业航天规模化组网的关键之年。

如今商业航天已从单点技术突破迈向全产业链协同发展阶段,国内超600家企业投身赛道。通信卫星市场规模达8000亿元,遥感卫星保持约30%的复合增长率,北斗导航进入大规模普及阶段。太空算力方面,凭借太空太阳能资源优势,可有效缓解地面数据中心能耗压力,未来五年市场规模有望冲击8000亿元,复合增长率超过50%。

但陈杰强调,所有航天业务落地均高度依赖高可靠宇航芯片。太空辐射带来的总剂量效应(TID)与单粒子效应(SEU)是最大技术拦路虎。他将总剂量效应比作“慢性病”,辐射能量持续累积,器件性能逐步退化,严重时可导致卫星系统崩溃;卫星需覆盖8至10年的设计寿命方能摊薄发射成本,对抗累积辐射损伤提出严苛要求。单粒子效应则属于“突发急症”——高能粒子瞬间即可造成电路翻转甚至永久损毁,带来系统停机、任务失败等风险。历史数据显示,2000至2016年间近三分之一卫星任务因辐射问题失效,失效率高达30%至40%,抗辐射宇航芯片研发刻不容缓。

陈杰指出,针对单粒子效应,行业普遍依靠冗余架构、故障检测、动态重配置实现防护,通过双模、三模冗余等方式在故障发生后快速切换备份通路完成系统恢复。宇航芯片不仅要器件本身性能过硬,还必须集成整套系统级容错能力,技术复杂度相比汽车级芯片高出数个数量级。同时,芯片不能仅依赖地面仿真,还需经过低轨、高轨多轮在轨飞行实测迭代,研发投入巨大,方能保障真实太空场景下的运行稳定性。

从抗辐射器件到系统方案:紫光国微的全栈宇航芯片能力

依托二十余年技术积累,紫光国微已是国内抗辐射芯片领域的头部企业,构建起完整的宇航芯片开发底座。公司自研抗辐射器件库、标准单元库、专属PDK版图设计规则与配套电路设计方法论,支撑D18、40nm、28nm直至12nm FinFET多代制程宇航芯片研发,基本覆盖了国家所需宇航器件的全部制程节点。

产品矩阵覆盖接口控制器、MCU微控制器、高速通信接口、高性能FPGA、航天AI专用芯片,可面向各类航天载荷提供一体化芯片解决方案。电源管理芯片方面,自研特殊架构电源芯片兼顾高转换效率、高功率密度与小型化,适配航天严苛的体积与功耗约束。大量产品已完成地面模拟和在轨验证,满足国家级重大航天工程应用标准,具备充分的工程实战积累。

针对大规模低轨卫星组网带来的成本压力,传统高端宇航芯片数万元一颗的高昂价格难以适配批量组网需求。对此,紫光国微提出“按轨定制+分级加固”创新思路:依据不同轨道辐射环境差异进行针对性抗辐射设计,杜绝过度加固冗余,实现防护能力与轨道环境的精准匹配。同时,公司拓展货架芯片航天化路径,将工业级、消费级通用芯片,通过封装屏蔽、特殊封装材料叠加系统冗余设计,改造为可用于非核心任务的低成本航天器件,单颗芯片成本下探至数百元。目前公司相关型号已超过800款,基本覆盖商业航天绝大多数芯片需求,形成从高端定制到普惠货架产品的完整供给。

高性能计算芯片领域,国产抗辐射FPGA已实现对海外同类产品的替代。紫光国微自研FPGA产品广泛落地星间链路、卫星通信等高带宽场景,摆脱了海外器件价格高昂、供应链不可控的风险,综合性能对标国际主流产品。其中核心亮点为“回读刷新”技术——当单粒子效应引发芯片瞬时故障时,系统自动读取原始配置数据重新加载至备份通道,完成故障的快速修复,“就像一个人暂时休克,我们通过技术手段把他抢救过来”。该技术已通过多颗卫星在轨验证,有效提升了卫星任务连续性。此外,具备边缘智能能力的MCU、星上AI推理芯片也已落地,支撑星上实时智能处理。

存储是航天电子系统不可或缺的一环,紫光国微占据国内特种存储市场70%至80%的份额,是国家航天工程核心供应商。面对全球存储芯片涨价、供货紧张的大环境,企业坚守国家战略使命,存储产品坚持不涨价,承担了较大经营压力。陈杰也坦诚,后续受代工产能、原材料成本波动影响,不排除进行合理价格调整的可能。此外,全系列抗辐射电源管理产品已覆盖航天各类功率变换场景。产业合作层面,紫光国微深度联动航天科技集团等总体单位,基于自研抗辐射器件共同开发高可靠载荷系统,推进航天装备自主可控,持续为我国商业航天与国防安全提供硬件支撑。

布局后摩尔时代

面对国际技术封锁及传统硅基工艺逼近物理极限的挑战,紫光国微设立中央研究院,前瞻布局后摩尔时代底层技术。二维半导体材料被视为突破硅基极限的重要方向,公司联合北京科技大学、南京大学院士团队共建联合研发中心,攻关石墨烯、过渡金属硫化物等二维材料器件应用。目前,目前公司支持相关合作单位正在建设八英寸二维材料研发产线,完成材料生长与器件制备的产业化验证,取得令人鼓舞的阶段性进展,同步开展二维存储器、光电探测器等新器件研发,挖掘其高速、低功耗、高集成的潜力。

研究院还依托集团AI技术沉淀,研发异构融合一体化芯片架构,提升算力密度与能效;同时开发抗辐射高灵敏度图像传感器,服务遥感观测、无人机、自动驾驶等领域,强化航天感知系统能力。

陈杰在演讲最后表示,商业航天是千亿万亿级的大赛道,高可靠芯片是产业行稳致远的根基。紫光国微拥有3000余名员工,可提供900余款芯片产品,旗下十余家产业公司覆盖特种芯片、安全芯片、汽车芯片、存储器芯片等多个领域。既要立足当下,满足商业航天规模化落地的芯片需求,也要坚持底层前沿技术研发,通过产学研用多方协同,为我国集成电路产业开辟后摩尔时代的全新发展道路。

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