|
5月28日，國產(chǎn)大飛機成功商業(yè)載客飛行。對此,，中國商飛副總經(jīng)理魏應彪表示，“歷經(jīng)幾代人的努力,，我國民航運輸市場首次擁有了中國自主研發(fā)的噴氣式干線飛機,，大飛機事業(yè)已經(jīng)邁入規(guī)模化系列化發(fā)展新征程,�,！�
國外媒體將C919的首次商業(yè)飛行稱為，“中國數(shù)十年與西方對手在空中展開競爭的里程碑事件”,。產(chǎn)業(yè)相信國產(chǎn)大飛機的商用,，是高端制造業(yè)崛起的開端。
提到高端制造業(yè),，又不得不想到芯片制造,。同樣是產(chǎn)業(yè)鏈極其龐大，同樣被國外廠商高度壟斷,，高端芯片制造也是我國當前重點關注的問題,。那么造芯片和造飛機哪個更復雜？造飛機已經(jīng)成功了,，造（高端）芯片還會遠嗎,？
01 造飛機難在哪里？ 想要研制出一臺大型客機,，涉及動力,、控制、航電,、液壓等系統(tǒng)工程,，飛機要經(jīng)過可靠性、承力強度,、飛行過程中適應硬力變形的能力等重重考驗,。
C919實現(xiàn)了接近60%的國產(chǎn)化率，其中結構系統(tǒng)36%,，發(fā)動機系統(tǒng)22%,、航電系統(tǒng)17%,、機電系統(tǒng)13%等，其余12%為起落架,、液壓,、燃油及環(huán)控系統(tǒng)。
![]()
造一個大飛機零部件,，要考慮材料,、技術、設計等等問題,。以在航空發(fā)動機中,，最核心、加工生產(chǎn)難度最大的部件渦輪葉片為例,，渦輪葉片的性能很大程度上決定了航空發(fā)動機的渦輪前溫度,，而這一技術指標是航空發(fā)動機劃代的重要依據(jù)。
渦輪葉片工作環(huán)境極其惡劣,，要考慮到防水,、小冰雹或者小石子種種可能的危害。一萬米高空溫度會低于攝氏零下40攝氏度,，而飛機點火的核心位置高達上千度的高溫,。所以航空發(fā)動機的材料必須耐低溫又耐高溫，抗脹又抗縮,，且能夠長時間在高溫,、高壓的環(huán)境下保持數(shù)萬轉的高速轉動。
高溫,、高壓,、高轉速、長時間運行,，這樣苛刻的要求已經(jīng)不是單靠材料性能提升所能解決的了,，渦輪前溫度的提高需要材料性能和冷卻技術的同時提升。而一架飛機可以拆解出上萬個部件,，在設計,、制造過程中的工程量之大不難想象。
航空航天產(chǎn)品的開發(fā),，特點是重資產(chǎn),、投資大、周期漫長,、工程實踐復雜,。客觀事實上講，相對于國外,，我國的起步較晚,，要追趕的環(huán)節(jié)有許多�,？梢钥吹剑珻919仍有一部分產(chǎn)品需要進口,。
造飛機很難,，不過有趣的是，相對于飛機的動力系統(tǒng),，飛機上的芯片是相對容易攻克的產(chǎn)品,。
02 飛機用芯片：需求量小，需要成熟制程 在集成電路出現(xiàn)之前,，航空業(yè)一直在努力利用計算機行業(yè)的技術進步,，這導致計算機的尺寸越來越大。這是集成電路發(fā)明背后的推動力之一,。隨著集成電路被發(fā)明,，美國空軍首先使用了相關產(chǎn)品，十年后商用航空也緊隨其后,。
飛機用芯片主要用在導航系統(tǒng),、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)中,。
半導體在航空領域最重要的應用之一是導航系統(tǒng),。全球定位系統(tǒng) (GPS) 導航是現(xiàn)代飛機的重要組成部分，它在很大程度上依賴于半導體,。GPS 接收器使用半導體來放大和處理來自衛(wèi)星的信號,，然后使用這些信號來確定飛機的位置和行進方向。
半導體在航空領域的另一個重要應用是通信系統(tǒng),。無線電通信在包機中至關重要,，它被用于從空中交通管制到飛行員與飛行員之間的通信的方方面面。它們用于為無線電設備供電以及處理和放大傳輸和接收的信號,。
飛機的飛行控制系統(tǒng)依靠半導體來處理來自傳感器的信號,，這些傳感器檢測飛機的速度、高度和方向,。然后,，控制系統(tǒng)使用此信息來調整飛機的飛行路徑，并在包機服務期間使其保持在航線上,。如果沒有半導體,，飛行控制系統(tǒng)將無法處理運行所需的大量數(shù)據(jù)，飛機也無法安全飛行。
總的來說,，單架飛機對芯片的需求量較小,，生產(chǎn)一架飛機只需要1,000個芯片左右，主要用于航電系統(tǒng),、發(fā)動機控制系統(tǒng),、客艙系統(tǒng)等。芯片在飛機上的使用壽命非常長,，飛機退役前基本無需更換,。即使需要升級，大多數(shù)時候也是進行軟件升級,，不用在硬件層面對芯片進行更換,。
同時，安裝在飛機上的芯片更換需要經(jīng)歷復雜的認證流程,，耗時長,、成本高。雖然芯片行業(yè)一直強調速度和功率,，但不同的行業(yè)會有不同的需求,。在航空業(yè)，使用成熟制程的半導體產(chǎn)品更適合項目的需要,。
值得驕傲的是,，C919已經(jīng)用上了一些國產(chǎn)芯片。
C919的網(wǎng)絡通信類的機載總線交換芯片來自紫光國微,。紫光國微的特種集成電路業(yè)務包括研發(fā),、生產(chǎn)與銷售，產(chǎn)品涵蓋高性能微處理器,、高性能可編程器件,、存儲類器件、總線器件,、接口驅動器件,、電源芯片六大系列，主要應用于航空及其他一些對產(chǎn)品穩(wěn)定性,、可靠性有極高要求的行業(yè)領域,。
C919使用的航電專用GPU也來自國產(chǎn)半導體公司。翔騰微電子自主研制國產(chǎn)GPU通過了大飛機C919聯(lián)試驗證,，它是翔騰公司面向航空應用,、兼顧多領域嵌入式圖形處理應用的第一款GPU，算法,、架構,、指令集、軟件生態(tài)全部自主正向設計，具有完全自主的指令架構,、核心算法,、圖形流水、軟硬件代碼及生態(tài),，面向典型機載座艙顯示進行了應用級,、算法級、架構級,、電路級,、軟件級等系列優(yōu)化。
03 由國產(chǎn)大飛機起飛想到的 造飛機和制造芯片都是我國正在追趕且重視的任務,，兩者也有一些相似之處。
材料方面,，無論是飛機使用的核心材料,，還是芯片制造中使用的材料，國產(chǎn)廠商都在追趕中,。
制造飛機的材料仍受制于基礎材料領域的局限,，國產(chǎn)大飛機身上各種零部件所用材料很多都要從國外引進。引進材料價格昂貴不說,，出于技術保護的考慮,，外國公司可能不賣給我國，所以一些材料還要從0開始自主研發(fā),。
芯片材料方面,，我國仍處于發(fā)展階段。以最受關注的光刻膠為例,，全球市場為美日公司所壟斷,，CR5高達87%，行業(yè)集中度較高,。其中,，日本四巨頭JSR、東京應化,、日本信越與富士電子市占率總和達到72%,。
從研發(fā)成本來看，兩者都需要相當高的研發(fā)費用,，由于芯片行業(yè)更新速度更快,，相對來說芯片行業(yè)每年的研發(fā)成本更高。
2022年英國羅爾斯－羅伊斯（羅羅）的研發(fā)費用為13億英鎊,。作為對比,，2021年中芯國際的研發(fā)達到了7.3億美元。根據(jù)IC Insights發(fā)布的一份報告，全球半導體公司的研發(fā)支出在2021年達到創(chuàng)紀錄的714億美元,，增長13%,；同時預計2022年全球半導體研發(fā)支出可能達到805億美元。
芯片制造和飛機制造的主要區(qū)別之一是芯片市場更加龐大,，這也讓芯片公司更受市場和投資者的關注,。從市場層面看，波音公司的市值為1287.48億美元（6月1日數(shù)據(jù)）,；作為對比近日英偉達的市值突破一萬億,。兩者的差距很大一部分原因是，飛機產(chǎn)業(yè)鏈上的公司他們的客戶比較單一,，而芯片可以應用的市場巨大,。
在人工智能、云計算,、物聯(lián)網(wǎng),、智能汽車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興應用的驅動下,，2023年全球芯片市場規(guī)模有望達到5393.9億美元,。 這樣對比之下，似乎芯片產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)之路更加漫長且艱難,，但國產(chǎn)大飛機的實現(xiàn)有一些經(jīng)驗值得芯片行業(yè)思考,。
首先，我們不難發(fā)現(xiàn),，其實國產(chǎn)大飛機中也有一些零部件來自其他國家,，也有一些產(chǎn)品是我國與外國公司的合資企業(yè)生產(chǎn)的。對于芯片行業(yè)來說,，復雜龐大的產(chǎn)業(yè)鏈決定了全球化的必然性,。任何一個國家都不可能憑借一己之力生產(chǎn)出一款芯片，更何況隨著芯片的應用領域越來越多,，類型越來越復雜,，想要依靠一個國家的力量實現(xiàn)半導體的自給自足，可以說難上加難,。從這一角度來講,，國內(nèi)的芯片行業(yè)依舊應該保持開放心態(tài)，在某些領域發(fā)力,，而不是做全而淺的努力,。
其次，大飛機的國產(chǎn)化離不開校企合作,。東華大學參加大飛機材料研發(fā)的團隊曾經(jīng)表示,，在攻克難題的階段,，中國商飛與課題組實現(xiàn)了高效的合作。中國商飛并沒有使用簽約的方式,，而是通過派遣技術設計人員駐扎在課題組,，校企兩方一起搞研發(fā)。這種校企合作的模式,，也是芯片行業(yè)可以參考的,。當下，芯片行業(yè)技術領域校企合作越來越受重視,，探索出高效的合作模式也是芯片產(chǎn)業(yè)和高校方都在倡導的,。
國產(chǎn)大飛機歷時16年的研發(fā)證明了堅持的力量，雖然芯片行業(yè)面前依舊有重重考驗,，但耐心與堅守會給出答案,。 |
發(fā)表于 2023-6-10 13:49:03
QQ好友和群
收藏
淘帖
問題專業(yè),，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
