2021-4-9 | 航空工业工程论文
自主及自主的航天元器件的有关定义
1.自主：自己做主；不依赖于人，不受制于人。
2.自主的航天元器件元器件：产品及形成该产品全过程的全部要素不受制于外国或他人，航天用户可以公开并稳定地获得电学和环境性能、可靠性、供货周期和价格等适宜航天型号的元器件。自主的航天元器件定义中涉及的术语：（1）元器件产品已通过元器件设计定型，可重复生产的产品。（2）全过程元器件研制全过程包括：元器件芯片设计、生产线、封装、测试、可靠性试验、应用工具和外购件（材料）等。（3）公开直接进口贸易或采购渠道。（4）稳定在型号研制至任务结束的全寿命周期内，可以公开获得，不出现停产、断档等问题。（5）形成产品的全部要素（简称全要素）可以认为，全要素不受制于人，航天用户就“可以公开并稳定地获得电学和环境性能、可靠性、供货周期和价格等适宜航天型号的元器件”。而全要素是隐性的，不谈自主时，是不被关注的。谈自主元器件时，还不关注，不明确指出这些隐性的因素，就不能揭示元器件自主的关键所在。仅以外壳上有中国制造的标识，不知道内部芯片是外国的，可能导致大家对是否自主的判断出现误判。形成元器件是一个复杂的过程，如何表征形成元器件的全要素，同样复杂。初步研究表明，形成元器件的因素有上百个之多，因此，由全部因素提炼出全要素、支撑自主的定义并形成简单明确的定量方法和判据，是本文探讨的重点之一。
3.基本自主的航天元器件定义：元器件产品及形成该产品全过程的主要要素不受制于外国或他人，航天用户可以公开并稳定地获得电学和环境性能、可靠性、供货周期和价格适用于航天型号的元器件。
4.不自主的航天元器件定义：元器件产品及形成该产品全过程的主要要素受制于外国或他人，航天用户不能公开或稳定地获得电学和环境性能、可靠性、供货周期和价格适用于航天型号的元器件。
5.自主、基本自主与不自主定义的异同分析：可以看到，自主与基本自主的定义变化只有2个字，全部要素变成为主要要素。自主与不自主的变化只有3个字，不受制变成受制，可以公开并稳定，变成不能公开或稳定。显然，要素是核心。
6.要素：说到要素，观察的视角不同，结果会不同。以基本自主的视角，以集成电路为背景，主要要素研究的初步结果是：要素分为两级为宜。一级要素的作用是提示是否基本自主的判断方向，二级要素是一级要素的分解和细化，是定量判断是否基本自主的基础。一级要素有8个，其中5个为0分否决，见表1自主的要素和定量分值表”中一级要素列。二级要素有30个，见表1中二级要素列。
定量判断自主程度的判别方法和判据
1.方法：（1）将一级要素和二级要素赋予量化分值。（2）二级要素如果是0分，则上级要素为0分。（3）各个一级要素得分，是所属的二级要素累计分。
2.判据：（1）一级要素之和是90分以上（含）是自主，60分以上（含）是基本自主，60分以下是不自主。（2）二级要素均满足够用及以上，才能判为自主。（3）0分否决的一级要素所属二级要素出现0分，该器件为不自主。
可控和可控的航天元器件的有关定义
1.可控：可能或能够控制。
2.控制：控制主体按照给定的条件和目标，对控制客体施加影响的过程和行为。
3.可控的航天元器件：“元器件产品当前或者长久的获得，存在受制于外国或他人的损失风险，经评估其风险可接受或者有规避风险的措施，元器件的电学和或环境性能、供货周期、稳定性和价格在预定的时间内适宜航天型号的元器件。
4.关键词句：（1）当前或者长久当前指可以接受订单，但存在周期长、交货不及时、质量不稳定等情况。长久指型号研制至使用周期内。（2）损失风险可以接受损失风险是指产生不希望后果的可能性。比如“国产”器件，生产流片所在合资线已经预告将要停产，因此不可接受。再如进口器件有下面2种损失风险短期内出现的可能性不大，因此可以接受：①国际形势巨变，商用器件也禁运。②预定的商用现场可编程门阵列(FPGA)服从摩尔定律，小容量的很快出现停产。（3）有规避风险的措施有规避风险的措施的前提是已经识别出风险，规避风险的措施是有替代方案（仅指元器件形成要素）。如果有多样化选择的条件，就不会在“一棵树上吊死”，有“条条大路通罗马”的评估结论，风险也就化解了。
5.可控是手段：也是阶段目标对于不自主元器件，用户的解决手段可能有三种之多。（1）等待自主元器件出现再启动型号研制；（2）抓到什么用什么；（3）选择可控的元器件。显然，选择可控的元器件为首选。对于自主的要求或目标不能实现而言，可控是解决不自主问题的一种手段。然而，实现可控也并非轻而易举。从这个角度，可控也是要求或目标。
可控的要点
1.风险识别
通过本文提出的自主定义，可以方便地识别出器件自主的程度，并且得到导致该器件被判断为基本自主和不自主元器件的要素。找出这些要素，也就识别了风险源。特别是0分否决的要素，是高风险源。例如，A器件是进口元器件，属于本文表1《自主的要素和定量分值表》的1级要素第5个“全过程地域”中2级要素第15个“非友好国”，其风险不仅有，而其是高风险。B器件不是进口元器件，但测试在境外，属于本文表1《自主的要素和定量分值表》的1级要素第5个“全过程地域”中2级要素第14个“境外，可公开用途”，其风险有，是中等风险。
2.风险评估和控制
依据可控的航天元器件定义，风险评估和控制应至少考虑三个方面：一是评估为消除已经识别出的风险源所需要的资源条件是否具备，分析由不自主向基本自主和自主的路线图和时间表是否有不可控的因素。二是评估国内和国外元器件的可获得性，以及相应的质量保证和应用验证能力等。三是评估战略储备的必要性和可能性。一般认为，国内近期可以研制，或者长久的可获得性较好的元器件属于风险可控，并已有相应的管理办法，提示使用进口元器件的出口限制、停产、周期长和价格高等风险，旨在促进航天元器件的自主可控。本文提出的风险控制措施，不包括元器件需求方更改自己的元器件需求内容（一般说法是用户改设计）。其原因是，目前，航天设计师采用的一般方法是使用已有的货架元器件和利用已有的IP核实现诸如SoC之类的器件，实现航天产品的功能和性能。因为受制于人，可获得性差，用户改变对一个特定器件需求，不能改变该器件自主可控程度的属性。例如，5000万门FPGA买不到，将设计改为选择5个1000万门FPGA替代，这个措施的作用是规避了5000万门FPGA不可获得的风险，是规避了5000万门FPGA不能获得导致用户设计失败的风险。但是5000万门FPGA属于不自主、不可控器件的性质仍然没有变化。
结论
自主的航天元器件：元器件产品及形成该产品全过程的全部要素不受制于外国或他人，航天用户可以公开并稳定地获得电学和环境性能、可靠性、供货周期和价格等适宜航天型号的元器件。可控的航天元器件：元器件产品当前或者长久的获得，存在受制于外国或他人的损失风险，经评估其风险可接受或者有规避风险的措施，元器件的电学和或环境性能、供货周期、稳定性和价格在预定的时间内适宜航天型号的元器件。自主与可控有关联，更有区别。关联：均是解决受制于人的压力的对策。区别：自主与可控侧重对象不同，应用重点不同。（1）自主：侧重于研制国产元器件产品自主性，关心研制全过程的完整的受制要素，这是在从根本上解决受制于人的路径，这是长期的需要投入巨大资源的历史性工作。（2）可控：侧重于识别风险，判断研制国产器件和使用进口元器件产品可控性，关心受制引起的损失风险和应对方法，这是适应需求的权宜之计。虽是不得已而用之，虽然也要长期使用，但建议谨慎使用、限制使用，在使用中考虑由可控向自主转化。
总之，自主与可控是内涵有一定的交集，但是概念不同的两个词。虽然都是解决受制于人的对策，但在这两种对策将长期共存时，建议以长久之计为主，权宜之计为辅，即自主为主，可控为辅。（本文表略）
本文作者：夏泓 李京苑 李应选 姚全斌 李念滨 单位：北京中国空间技术研究院 中国运载火箭技术研究院 中国航天电子技术研究院 北京微电子技术研究所 中国航天科技集团公司