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國產(chǎn)大飛機(jī)C919，從項目啟動至取證試飛成功，已近14年。
C919項目于2008年11月啟動；2015年11月，首架機(jī)在浦東基地總裝下線；2016年12月25日，原型機(jī)送交試飛中心；2017年4月，高速滑行試驗完成； 2017年5月5日下午兩點(diǎn)，在上海浦東國際機(jī)場順利完成首飛；今年8月1日，中國商飛官微宣布，國產(chǎn)大飛機(jī)C919完成取證試飛。
民航專家李瀚明在接受央視記者采訪時說，“完成取證試飛是中國大飛機(jī)C919投入商業(yè)運(yùn)用的前提條件之一。在這一過程中，飛機(jī)制造商需要向監(jiān)管當(dāng)局就飛機(jī)的安全性進(jìn)行一系列的理論和實際論證。這相當(dāng)于考生在考試中用試卷和實驗操作向考官證明自己的能力，完成取證試飛相當(dāng)于走出了考場。”這也意味著，C919距離最后的商業(yè)運(yùn)營只差“臨門一腳”了。
C919大型客機(jī)是我國按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機(jī)，座級158-168座，航程4075-5555公里。
2022年官方評估隨著產(chǎn)能的擴(kuò)充，在2025年預(yù)計能達(dá)到年產(chǎn)量50架的規(guī)模。型錄價格大約在1億美金左右。
在國產(chǎn)大飛機(jī)即將商飛之際，恰逢美國對華芯片法案通過，很多人都在擔(dān)憂這是否影響C919項目的正常進(jìn)行。知乎上，也有類似問題引發(fā)網(wǎng)友討論：在國產(chǎn)大飛機(jī)項目中，航空發(fā)動機(jī)和芯片，哪個更難做到國產(chǎn)替代？
與非網(wǎng)記者獲悉，C919大飛機(jī)項目在GPU芯片與機(jī)載總線交換芯片上已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)替代，分別由西安翔騰微電子科技有限公司與紫光國芯微電子股份有限公司提供。現(xiàn)在我們就來認(rèn)識下這兩家公司。
1、西安翔騰——國產(chǎn)民航GPU芯片
GPU芯片作為人機(jī)交互顯示系統(tǒng)的核心，是機(jī)載座艙、載人航天、車載座艙、工控顯示等領(lǐng)域的核心芯片之一，也是設(shè)計復(fù)雜度最高的芯片。
有讀者會疑惑，為什么機(jī)載芯片不能使用民用級芯片？
“我知道，是怕飛行員在駕駛飛機(jī)的時候偷偷打游戲吧！”咳咳，這位同學(xué)請坐下不要發(fā)聲。事實上，機(jī)載芯片較民用芯片工作環(huán)境更加惡劣，且在小體積、低功耗、輕重量方面有更嚴(yán)苛的需求。因此，機(jī)載芯片需要具備更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，更高的性能功耗比。同時，機(jī)載芯片必須滿足航空領(lǐng)域高安全高可靠的要求。長久以來，機(jī)載芯片多采用商業(yè)級通用芯片，既不符合高安全高可靠的要求，又無法達(dá)到專用芯片定制化功能的優(yōu)勢，且存在一些冗余性功能。所以，要想保證國產(chǎn)大飛機(jī)的性能與安全，機(jī)載GPU必須采用定制化芯片。
天眼查顯示，西安翔騰微電子科技有限公司是一家由中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計算技術(shù)研究所（事業(yè)單位）百分百控股的公司。該研究所前身是中科院西北計算技術(shù)研究所，目前已發(fā)展成中國航空工業(yè)機(jī)載計算機(jī)發(fā)展中心、航空軟件開發(fā)中心、計算機(jī)軟件西安測評中心、航空專用集成電路設(shè)計中心。
今年年中，翔騰微電子自主研制的HKM9000 GPU通過民用大飛機(jī)座艙顯控系統(tǒng)聯(lián)試驗證，正式轉(zhuǎn)入適航認(rèn)證階段。
據(jù)翔騰微電子介紹，HKM9000于2020年研制成功，當(dāng)年4月完成流片。該芯片使用自主架構(gòu)，可從算法設(shè)計、邏輯實現(xiàn)、匯編指令與編譯器、底層軟件驅(qū)動和中間件等方面進(jìn)行優(yōu)化適配，尤其在漢字顯示、儀表盤顯示、紋理貼圖等特殊應(yīng)用場景實現(xiàn)了優(yōu)化，實測結(jié)果較商業(yè)級芯片性能普遍提升20%，在儀表盤等場景中性能提升可達(dá)2-3倍。
目前，中航工業(yè)集團(tuán)正在整合旗下機(jī)載系統(tǒng)的業(yè)務(wù)，意在集中力量突破國產(chǎn)大飛機(jī)航電系統(tǒng)方面的卡脖子問題。
2、紫光國微——機(jī)載總線交換芯片
如果說大家此前對上面提到的翔騰微電子可能知之不多，那么隸屬于紫光集團(tuán)旗下的紫光國微，在業(yè)內(nèi)的知名度則要大得多。目前紫光國微有兩大主力業(yè)務(wù)：特種集成電路和智能安全芯片，2021年營收占比分別為63%和31%，毛利潤占比分別為82%和16%。公司董事長馬道杰，具有多家運(yùn)營商高管背景，于2017年加入紫光集團(tuán)，并于2020年正式任職董事長。
根據(jù)紫光國微披露的信息，其特種集成電路業(yè)務(wù)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(qū)動器件、電源芯片六大系列，主要應(yīng)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(lǐng)域。
紫光國微還有另外一項拳頭產(chǎn)品——FPGA芯片。它在民用航空的一個重要領(lǐng)域無人機(jī)市場有大量的應(yīng)用場景。FPGA芯片的主要作用是可作為攝像頭橋接芯片，將有線攝像頭、嵌入式攝像頭、自由轉(zhuǎn)向攝像頭接入，并輸出，還可用于并行傳感器數(shù)據(jù)捕獲和處理，并進(jìn)行I/O擴(kuò)展。
因為C919還在試飛階段，還沒有上量，同時紫光國微僅提供一款芯片，所以C919的訂單對紫光國微的營收影響應(yīng)該不大。但這兩年它的特種集成電路業(yè)績?nèi)匀辉鲩L迅猛，19年財報實現(xiàn)營業(yè)收入10.79億元，同比增長74.35%，毛利率高達(dá)75.3%，已成為特種行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)國產(chǎn)芯片的主力軍。近兩年凈利潤增速也達(dá)到了2020年的99%與2021年的142%。
總結(jié)
國產(chǎn)大飛機(jī)C919的研發(fā)模式采用國際主流的“主制造商—供應(yīng)商”模式，即供應(yīng)商提供子系統(tǒng)，中國商飛進(jìn)行總體設(shè)計與集成。這種模式同時也被波音與空客所使用，畢竟民航客機(jī)作為人類有史以來最復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品之一，前后牽涉到幾十萬個零部件，不可能由一家甚至一國包辦。但美國正逐步縮緊對華政策，未來大量零部件進(jìn)口都可能會受到極大的限制，本次列舉的兩家公司，也都在美國實體名單上。
隨著我國各類科技事業(yè)逐漸進(jìn)步，中國正逐步掌握大飛機(jī)的自主建造能力。C919大飛機(jī)項目的國產(chǎn)替代化率已經(jīng)從立項之初的10%調(diào)整為現(xiàn)在的60%，未來這一比例還將有望進(jìn)一步提高。
參考資料：
https://zh.m.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%9C%8B%E5%95%86%E9%A3%9BC919
維基百科：中國商飛C919
https://xueqiu.com/9508834377/196581761
紫光國微專題研究：特種與安全兩翼齊飛，公司步入快速發(fā)展階段
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1671612851864179219
紫光國微成為大飛機(jī)C919芯片供應(yīng)商 將全面進(jìn)入民用航空市場
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1734338424289557961&wfr=spider&for=pc
“有效支撐C919安全”，中航工業(yè)自研民機(jī)GPU芯片轉(zhuǎn)入適航認(rèn)證階段
