电网头条：电力芯片大规模国产化替代，让能源饭碗端得更牢

来源：电网头条 时间：2025-02-28 18:04

　　编者按

　　科技兴则民族兴，科技强则国家强。

　　习近平总书记指出，要从国家急迫需要和长远需求出发，在高端芯片等方面关键核心技术上全力攻坚。要加快推动关键技术、核心产品迭代升级和新技术智慧赋能，提高国家能源安全和保障能力。

　　国家电网有限公司深入贯彻落实习近平总书记重要论述和重要指示批示精神，践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略，以科技创新引领电网高质量发展、保障高水平安全，强化数字化智能化技术与电网业务深度融合，提升关键零部件国产化替代水平，书写高水平科技自立自强的电力篇章。

　　铸造工业最强芯，为电网发展注入智慧“芯”力量。电网头条特别策划“超级电网里的中国芯”系列报道，带您一起探寻我国电力芯片的自主创新之路。今天推出第3篇——电力芯片大规模国产化替代，让能源饭碗端得更牢！

　　能源保障和安全事关国计民生，是须臾不可忽视的“国之大者”。多年来，国家电网公司持续强化能源技术革命，加强技术研发，抢占电力科技最前沿、制高点，积极锻造能源电力国家战略科技力量，坚决端牢能源饭碗。

　　电力芯片，作为新型电力系统中实现电网数字化、智能化转型的关键元件，如今，不仅实现了自主可控、大规模国产化替代，还达到了国际领先水平，为我国新型电力系统建设注入了智慧“芯”力量。

　　芯片大规模应用可靠性保障技术全球领先

　　-50℃～125℃下“值守”，一干就超15年

　　小小的芯片，虽然只是电力设备和系统的基本单元，但对新型电网的安全稳定运行至关重要。

　　在过去，我国电力系统关键设备，如继电保护核心芯片大多依赖进口。为了摆脱“卡脖子”的境遇，国家电网公司所属北京智芯微电子科技有限公司自2010年成立起，就始终把核心技术攻关放在科研首位，攻克了芯片架构设计、可靠性机理与建模、器件工艺等一系列关键技术难题，实现了国产电力芯片诸多领域“从0到1”的突破。

　　如果说消费级芯片追求的是制程，28纳米、14纳米、7纳米、5纳米……在“摩尔定律”的路上一路狂奔，那么，工业级芯片追求的则是极致可靠和安全稳定。

　　电力系统是世界上最复杂的工业控制系统和网络之一。电力设备大多安装在户外，电力芯片需要耐得住吐鲁番的酷暑、漠河的极寒，经得住梅雨季的潮湿、沿海的盐雾，扛得住变化无常的沙暴、强烈的电磁干扰……

　　电力芯片如何在恶劣工况下高可靠、长寿命地运行，是一项国际难题。

　　对电力“中国芯”来说，在复杂、恶劣的环境条件下，实现7×24小时全天无间断、稳定运行15年甚至20多年，是一道闯关必答题。

　　一颗工业芯片有上百亿个晶体管，每一个都不容出错。这种极致苛刻的要求如何满足？芯片可靠性如何提升？

　　为此，国网智芯公司芯片研发团队历时多年，踏遍祖国大江南北，深入应用现场采集数据，从最低气温零下50摄氏度的东北，到日均最高气温40摄氏度以上的新疆，从高湿高盐雾的浙江，到平均海拔4000多米的西藏，他们搜集整理出涵盖极寒、极热、高湿等10余种30多类环境因素下电力系统各类设备运行的关键数据，为后续电力芯片高可靠性设计奠定了基础。

　　从毫米级封装、微米级电路到纳米级器件，团队开创性地建立了涵盖多物理场、工艺节点、器件结构、材料和工艺偏差的全要素高精度可靠性模型，解决了在设计阶段难以精准预测工业芯片寿命的技术难题。

　　经过多年努力，他们开发出满足电力复杂环境要求的特色器件结构与材料，将国产电力芯片产品的工作温度范围从零下25摄氏度至85摄氏度拓展到零下50摄氏度至125摄氏度，动态抗电磁能力提升20倍。

　　2018年

　　宽温区、抗强电磁干扰、耐高压、长寿命的国产电力芯片研制成功，达到国际领先水平。

　　从无到有，国网智芯公司坚持不懈攀登技术高峰，建立了国内工业应用场景的芯片可靠性体系化标准，建成了国内领先的芯片设计分析实验室、芯片可靠性技术研究实验室、国内首家致力于工业芯片质量技术研究检验检测的实验室，实现了芯片大规模应用可靠性保障技术全球领先。

　　8大类290余款芯片40亿应用量

　　大规模国产化替代，电力“中国芯”销冠谁与争锋

　　在可靠性技术的加持下，越来越多“中国第一”“国际领先”的电力“中国芯”横空出世。

　　我国首款电力高性能主控芯片、首款电力智能视觉一体化芯片、首款通过车规标准认证的纳安级主控芯片、首款具有完全自主知识产权且性能指标国际领先的高精度ADC芯片……

　　一系列国产化工业芯片和“中国芯”优秀技术创新产品，合力助推电力装备产业系统数字化智能化转型升级，让我国电力领域核心芯片实现了从“进口通用”向“自主专用”的转变。

　　目前，国网智芯公司已成功研制出具有自主知识产权的安全、主控、通信、传感、射频识别、存储、人工智能、模拟8大类290余款芯片产品，在全国电力行业实现大规模应用。

　　国网智芯公司也打造了“猎鹰”人工智能系列芯片、“海燕”主控系列芯片等具有行业影响力的明星子品牌，建成了国内最大的芯片嵌入式软件生产发行基地，具备了芯片设计、流片工艺封装材料、生产制造、检测检验等全流程服务能力，业务范围覆盖我国34个省级行政区，累计应用量超过40亿颗，成功将电力芯片国产化率由2010年不足5%提升至80%以上。

　　截至目前，该公司累计申请国内外专利2800余件，授权专利1700余件，发明专利申请量和授权量实现连续多年高质量发展。

责任编辑：沈馨蕊