摘 要：本文對(duì)航天微系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀以及該技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行了綜述。主要參考國(guó)外航天微系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)，并結(jié)合我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)際發(fā)展情況，有針對(duì)性的對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的微系統(tǒng)總體布局和發(fā)展規(guī)劃提出一些建議，希望能為我國(guó)航天微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：微系統(tǒng)；航天；發(fā)展現(xiàn)狀；應(yīng)用前景

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.092

微系統(tǒng)作為一種新興技術(shù)，是基于微電子和微機(jī)械等技術(shù)發(fā)展而來(lái)，它具有高集成度、微型化、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)。航天微系統(tǒng)是指專(zhuān)門(mén)應(yīng)用在航天領(lǐng)域的微系統(tǒng)，其技術(shù)種類(lèi)包括單片微波集成電路（MMIC）、專(zhuān)用集成電路（ASIC）、片上系統(tǒng)（SoC）以及混合集成電路（HIC）等。航天微系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提高航天器產(chǎn)品的功能密度比，也可結(jié)合先進(jìn)的微系統(tǒng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)新的航天器設(shè)計(jì)思路，推動(dòng)航天技術(shù)的發(fā)展[1]。因此，航天微系統(tǒng)技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。本文結(jié)合國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的航天微系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)航天微系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展前景等進(jìn)行了整理分析，并基于此提出我國(guó)在相關(guān)技術(shù)發(fā)展方面存在的問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題提出建議。

1 航天微系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)綜述

SoC技術(shù)是指利用軟硬件聯(lián)合設(shè)計(jì)以及大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)技術(shù)，在一塊芯片上同時(shí)集成了微處理器、總線接口和存儲(chǔ)器等數(shù)字以及模擬IP，完成系統(tǒng)功能的構(gòu)建。該技術(shù)有利于改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使之微型化，從而質(zhì)量和能耗均降低，同時(shí)拓寬了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)帶寬，總線吞吐率和運(yùn)行速率提升。我國(guó)的SoC技術(shù)處于試驗(yàn)驗(yàn)證階段，美國(guó)多個(gè)空間項(xiàng)目已經(jīng)應(yīng)用了此項(xiàng)技術(shù)，例如美國(guó)的X-2000計(jì)劃，就是以SOAC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電源、通信、傳感器等模塊的集成，使系統(tǒng)微型化，質(zhì)量和功耗均降低。

ASIC技術(shù)是依據(jù)系統(tǒng)的特定需求而設(shè)計(jì)的集成電路，具有結(jié)構(gòu)緊密、反應(yīng)靈敏、功耗低等特點(diǎn)，ASIC應(yīng)用于航天系統(tǒng)可明顯提高系統(tǒng)可靠性和抗輻射性，但其研制費(fèi)用較高。ASIC技術(shù)在國(guó)外航天領(lǐng)域已有較為成熟的使用經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)也有一定的應(yīng)用。該技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)在于繼續(xù)提高產(chǎn)品的集成度，建設(shè)抗輻照加固單元庫(kù)等[2]。

HIC技術(shù)融合了半導(dǎo)體技術(shù)與膜集成技術(shù)，它主要是利用膜集成等技術(shù)再次對(duì)設(shè)計(jì)好的集成電路進(jìn)一步集成，通過(guò)膜工藝解決系統(tǒng)連線和散熱問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的組裝密度、電性能和可靠性。HIC技術(shù)在射頻微波電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多，國(guó)外對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用較為成熟，我國(guó)仍處于研制階段。

MMIC是一種針對(duì)微波和射頻電路集成設(shè)計(jì)的技術(shù)，它是可以執(zhí)行完整功能的微波集成電路，該技術(shù)就是將無(wú)源器件、微波有源器件以及傳輸線、互連線等集成到同一半導(dǎo)體基片中。MMIC技術(shù)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，也有利于系統(tǒng)的小型化。該技術(shù)較成熟，在通信系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和遙感等方面廣泛應(yīng)用。

2 我國(guó)的航天微系統(tǒng)

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)題

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在航天微系統(tǒng)技術(shù)方面，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)展了相應(yīng)的研究工作，并取得了一定進(jìn)展，但是與國(guó)際先進(jìn)水平仍然具有較大差距。例如基于ASIC技術(shù)設(shè)計(jì)的器件雖然已經(jīng)進(jìn)行了在軌試驗(yàn)和一定的空間應(yīng)用，但是其制造工藝水平較低，無(wú)法與航天發(fā)達(dá)國(guó)家相抗衡。以下綜述了我國(guó)在發(fā)展航天微系統(tǒng)工作中存在的問(wèn)題：

（1）國(guó)有化體制下，考慮自身經(jīng)濟(jì)利益，使得長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃工作滯后。我國(guó)的航天領(lǐng)域市場(chǎng)化比例低，對(duì)于新技術(shù)的研發(fā)，其研發(fā)資金幾乎均來(lái)自于國(guó)家相關(guān)部門(mén)財(cái)政撥付。而微系統(tǒng)技術(shù)能夠極大提升系統(tǒng)性能，大大降低成本。正因如此，使得研發(fā)部門(mén)獲得的經(jīng)濟(jì)利益縮水，從而導(dǎo)致研發(fā)單位喪失了新技術(shù)研發(fā)的積極性。

（2）我國(guó)目前的產(chǎn)業(yè)鏈中，各個(gè)環(huán)節(jié)缺乏充分的合作交流，而一套完整的微系統(tǒng)涉及研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造等多個(gè)環(huán)節(jié)，需要各個(gè)研制部門(mén)密切合作才可以制造出成功的微系統(tǒng)。但是，各個(gè)部門(mén)之間各自把握各自的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，側(cè)重考慮自身經(jīng)濟(jì)利益，缺乏深層次的合作交流，因此而導(dǎo)致了行業(yè)壁壘，限制了微系統(tǒng)的發(fā)展。

2.2 發(fā)展建議

針對(duì)我國(guó)在航天微系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出以下發(fā)展建議：

（1）深化各部門(mén)合作關(guān)系。涉及航天微系統(tǒng)領(lǐng)域的各研發(fā)部門(mén)和生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)以長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展目光建立更深層次的合作關(guān)系，通過(guò)搭建相應(yīng)的合作平臺(tái)融合各個(gè)部門(mén)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，集中優(yōu)勢(shì)開(kāi)展微系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)。

（2）深化建設(shè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。我國(guó)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系不完善是航天微系統(tǒng)研發(fā)部門(mén)間形成行業(yè)壁壘的重要原因，研發(fā)單位的研發(fā)成果得不到絕對(duì)的利益保障，也就導(dǎo)致其自身為了維護(hù)自身利益而設(shè)置保護(hù)措施，這極大的影響了部門(mén)之間合作機(jī)制的建立。

（3）強(qiáng)化產(chǎn)品的可靠性，提升其空間適用性。對(duì)微系統(tǒng)器件研究應(yīng)當(dāng)區(qū)別于普通器件，由于其工作條件的特殊性，要求的可靠性、容錯(cuò)性更加嚴(yán)格。因此加強(qiáng)航天微系統(tǒng)產(chǎn)品的可靠性研究至關(guān)重要。

3 結(jié)語(yǔ)

微系統(tǒng)技術(shù)在航天領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用，大力發(fā)展微系統(tǒng)技術(shù)可促進(jìn)航天事業(yè)的發(fā)展。盡管我國(guó)在微系統(tǒng)技術(shù)方面的研發(fā)相比西方航天強(qiáng)國(guó)來(lái)說(shuō)才剛剛起步，但只要沿著一條正確的發(fā)展道路，依靠科學(xué)的發(fā)展規(guī)劃，我國(guó)的微系統(tǒng)技術(shù)必然會(huì)有一個(gè)明亮的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]周慶瑞，孟松，宋堅(jiān)等.航天微系統(tǒng)技術(shù)綜述[J].航天器工程，2014，23（04）：84-91.

[2]張國(guó)強(qiáng)，孫瓊閣，辛燕.微系統(tǒng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)及航天應(yīng)用[C]. 全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)交流會(huì)，2016.

作者簡(jiǎn)介：顧小軍（1981-），男，江蘇鹽城人，大專(zhuān)，助理工程師，從事微波射頻方面的研究。