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军用电源模块采购的问题

时间:2015-09-15 10:49     点击:


  据法新社2012年5月22日报道,美国参议院军事委员会21日一份报告称,超过100万件来自中国的仿冒电子零部件“估计”已经应用于美国的军用飞机,“危害了美国的国家安全”。抛开这些政治的问题不说,就从元器件采购上讲,这其实反映了全球军工行业在元器件采购中所面临的共同问题。

  美国是世界第一军事强国,也是第一大军火生产制造国。美国武器包括航空航天在内的电源模块使用需要按照国防部的相关规定进行选用。其基本思想是,通过选用具有可靠性数据的电源模块来提高武器系统的可靠性。因此设计人员在选用元器件时不能随意选用元器件。其武器系统所采用的元器件必须从合格的生产厂家中选取经过“认证”的元器件。因此一个元器件要用到美军的武器上,必须先进行生产厂家审查,其中包括对生产厂商的现场稽核。在生产厂家通过审查后,还要对新增的元器件进行可靠性评估。这样下来往往一个元器件需要很长的时间才能最终用在美军的武器上。基于美国的科技、军事技术的发达情况,实际上全世界的军方武器研制中,元器件的选用管理基本都采用了美军的这套模式。     
  以上介绍了军用元器件的选用管理上的情况,而另一方面国际电子元器件市场情况是什么样呢?国际电子元器件市场上军用器件的市场份额从1984的7%在10年间下降到1994年的1%。军方基本失去了对元器件市场的控制权。于此同时随着个人电脑和网络、移动电话为代表的消费类电子产品的发展,消费类电子产品成为了推动国际电子元器件市场的强劲动力。而军方的元器件订单份额较消费类小很多,所以很多元器件生产商逐渐停止了军用元器件的产品线。此外由于消费类电子产品的生命周期短,对可靠性不高。因此很多基于消费类电子产品的元器件并不能直接用于军用。比如对于集成电路而言为了保护硅芯片,一般需要在硅片表面制作一层保护用的钝化层,消费类产品中用的很多是采用二氧化硅钝化层。而在航天中,为了抵御空间辐射,则常常采用聚酰亚胺钝化层。这样军用元器件的市场在萎缩,增加了采购难度。
  如果我们再拿出摩尔定律就更能说明问题了。摩尔定律说半导体的集成度每18个月翻一番。18个月似乎成了元器件的生命周期。而对于军方是什么情况呢。从研发来看,由于军方必须选用高可靠性的器件,因此研发必须从优选库(NPL)中选择。而这个库本身更新就慢,很多东西还没有正式定型,元器件就已经过时了。如F-22隐身战斗机,从立项开始到投入外场使用要经历25年的时间,到其第一次投产为止,电子系统就将经历4次更新周期。所以东西还没有研制出来,有的元器件就已经进入停产阶段了。
  除了研发,已经装备部队和在产的武器系统也需要大量元器件进行维修。这些武器装备并不像手机那样更新的频繁。对于他们的元器件就更加难以解决了。可是武器系统还是要研发、要生产、要维修,哪么这些已经停产的元器件对军方而言就显得非常珍贵了。这时那里还有这些已经停产的元器件呢。当然是过去报废的旧产品中拆了。所以就出现了拆机件、翻新件和remark过的冒牌件,比如美国报道发现F-15战机中来自中国的假芯片案例中就有标着Xicor实际是别的厂家的remark芯片。而此时如果美军没有把好入口关哪么买到些有问题的芯片也就不足为奇了。
  美国拥有世界上一流的半导体技术尚且如此,对于中国而言日子就更不好过了。我们虽然不是美国眼中的“无赖”国家,但是仍然属于他们的高技术产品限制出口国家。很多高级半导体元器件是无法从正常渠道购买的。为了克服这个问题,中国更多采用的国内仿制、批量采购储备、使用工业级器件代替等方法进行。因此中国目前的航天事业能走到今天,确实不易。
  其实对于军方元器件的采购困难,国际上也早就开始进行了研究。开这个头的正是美国人。2003年美国国防部发布了DoD  4140.1-R《DoD装备管理条例》。在这个文件中,美国军方第一次提出了应对造源萎缩和材料短缺(Diminishing Manufacturing Sources and Material简称:DMSMS)问题。 其应对措施包括了解各类元器件的连续取得的渠道;仿制;重新设计;一次性购买生命周期内所需要的库存量;建立商情资料库等。
  其实,军工企业面临的问题从根本上是军工产品长生命周期与元器件更新速度快之间的矛盾。这样看来,除了军工行业外,凡是具有长产品生命周期的行业都或多或少都会遇到这类问题。