導讀：近日，北斗三號系統衛星總設計師林寶軍出席公開活動時表示，北斗三號衛星目前核心器件包括國產龍芯CPU、國產FPGA、國產ASIC、載荷的微波器件等全部實現自主可控。

  

圖：中科院北斗衛星團隊

林寶軍自2011年起任北斗三號衛星總設計師，全面主持了導航衛星研制工作，帶領團隊攻克了數十項核心關鍵技術。

林寶軍回憶，當時做北斗衛星，一開始衛星是幾噸重，用的還是全世界最好的器件。

  

圖：北斗三號總師林寶軍

同時，北斗三號衛星的“心臟”使用國產龍芯CPU（即龍芯3A抗輻照型），同時還用上了國產FPGA、ASIC和微波器件等，核心器件實現100%自主可控，徹底扭轉衛星關鍵部件依賴進口受制于人的局面。

據芯片大師了解，截至2020年，就有10顆北斗導航衛星搭載了龍芯3號CPU，同時進入衛星的還有國產Flash和功率放大器等器件，具體供應商不得而知。

  

圖：和龍芯1E/1F同代的龍芯1A CPU

其實早在2015年，林寶軍就首次在衛星上使用了龍芯CPU，而且一用就是兩款——龍芯1E和龍芯1F抗輻照處理器。

據北斗衛星研發人員介紹，新一代北斗衛星上有3個被稱為“單機”的黑盒子，每個約有4本400頁的32開圖書摞起來那么大。其中兩個黑盒子里，每個裝了2片龍芯1E芯片和4片龍芯1F芯片。

龍芯1E負責進行常規運算，龍芯1F完成數據采集、開關控制、通訊等處理功能。盡管龍芯1家族采用180nm CMOS工藝、400萬晶體管的性能落后于航天大國水平，但與當時在國際上能買來的芯片相比，龍芯1E和龍芯1F的性能還是要更好一些，處理能力和可靠性也能打平。

  

圖：ATMEL宇航級芯片AT697F

另外，當時龍芯1E和龍芯1F的售價僅為幾萬元一片，而西方愿意出售給中國的宇航級芯片中，例如性能為100MIPS的美國ATMEL AT697F要20萬到30萬元一片，性能更好價格高達上百萬元一片。

最關鍵的是，龍芯1E/1F的出現使國產CPU首次具備了較強的抗輻照能力。

  

圖：龍芯1F的參數說明

宇宙輻射、地磁捕獲輻射、太陽粒子等各種輻射是衛星上處理器面臨的最大環境“威脅”。輻射的總劑量效應會使芯片的性能不斷下降，直到壞掉，而高能的粒子打到芯片里，會直接損壞芯片的內部工藝，使電流突然增加，最終導致芯片燒毀。

此前我國航天事業使用的大部分元器件抗輻照能力較差，加之受到國際禁運的限制，能買到的處理器性能有限。正因如此，對元器件抗輻照能力的要求成為國家戰略性需求。

從高價買進口芯片拼湊到龍芯和更多核心器件的上天，我國在航天級芯片領域的突破時代正式到來。