中国光纤陀螺芯片技术突破，打破限制导弹白菜化的最后一道枷锁

在俄乌战场上，伊朗小摩托沙希德136大显神威。靠的不是有多先进，而是够便宜。即便乌克兰用导弹拦截了它，依然是亏本的。目前西方已经获得了沙希德136的样本，并进行了拆解，发现其使用了大量的民用芯片，而且多数来自美国，这就比较尴尬了。

但通过这些拆解，发现沙希德136使用的导航系统主要依赖卫星导航，仅有简易的惯性导航系统，其偏差高达5%，也就是说飞100公里，误差将达到5公里。这就暴露出沙希德136一个弱点，那就是，一旦卫星导航信号被干扰，并且短时间内无法躲过干扰，那么它就无法飞向目标。不过，沙希德136采用了指向性天线，只接受上方的信号，所以，地面的干扰是无效的。但如果乌克兰把卫星干扰系统装到飞机上，从上往下干扰，那么就可以有效克制沙希德136。

我们中国也是巡飞弹大国，一旦打起仗来，依托全面的制造业体系，大批量低成本巡飞弹将是我们克敌制胜的一大法宝。不过未来我们面对的将是美国日本，他们都有足够的能力长时间干扰卫星导航信号，这样我们的法宝不就废了吗？如果装上高精度惯性导航装置，成本又上去了，无法大规模生产，那我国的制造业威力就无法释放。因此，只有给巡飞弹装上又便宜，精度又高的惯性导航装置，才能破解这一难题。

目前，常用的高精度惯性导航器件主要是光纤陀螺。但传统光纤陀螺的核心器件均为分立封装，尺寸较大，装配工序多且耗时长，需要较多人力参与，生产规模及产能小，制造成本高，同时产品性能的一致性和长期可靠性也存在缺陷，这些不足已成为限制光纤陀螺大规模推广应用的瓶颈。为了克服这个缺点，美国KVH公司利用先进的芯片光刻技术，把传统的光纤陀螺器件在硅晶圆上刻了出来，从而像制造芯片一样，批量制造光纤陀螺仪。这样造出来的光纤陀螺，体积小、低成本、可大规模批量生产，而且产品的性能比传统的手工组装陀螺仪还要高。可以说是一项战略级的技术。

这么好的技术，只让美国人掌握，我们是很被动的。经过多年研发，近日，我国也宣布掌握了该技术。根据中航集团618所在《中国惯性技术学报》上发表的论文中披露，该所已经利用半导体光刻技术开发出了芯片光纤陀螺仪。

根据该论文，他们的研制的光纤陀螺芯片只有一粒大米的大小，但它的精度却超过了目前我国导弹中使用的主流产品的30%左右。在光刻技术的帮助下，一次可以在一片晶圆上生产数百个甚至数千个光纤陀螺仪芯片。

据这篇论文披露，这款芯片是使用248纳米的深紫外（DUV）光刻技术制造的，而且完全基于国内芯片生产线，不受美国的限制。我国目前已经能够自主制造生产90纳米芯片的DUV光刻机，全国产28nm光刻机也已进入试生产阶段，虽然制造手机芯片等还不够，但生产这种光纤陀螺芯片完全没有问题。

不过，618所的论文也指出了我国在这一技术上与美国的差距。目前我国的这款激光陀螺仪芯片的耗电量超过了预期，定位精度也略低于美国的同类产品，总体技术落后于美国2年左右。但至少，我们跟美国没有代差了。而且618所仍在努力优化工艺和技术，而且我国光刻技术也在不断突破各种瓶颈，可以预料我国的光纤陀螺仪芯片与美国的差距会继续缩小。

这款芯片的高精度使得我们的各种导弹武器即使在强电磁干扰的情况下，依然能准确命中目标。而它体积小，重量轻，成本低的特点使得我们的制造业实力可以充分释放。美国虽然也有这种技术，但它没有我国这样的制造业实力，其巡飞弹产能和成本，远远比不上我国。

到时候，美国日本面对的可不是俄乌战场这种半个月打几十发的规模，而是每天成千上万发，没有任何防空系统可以扛得住，可以说这是一项战略级的突破。当然，它在民航飞机、自动驾驶汽车和智能机器人等民用领域也有巨大的需求，未来的市场前景也十分广阔。这项技术的突破，将是改变战场形态的的一个关键。

新一代自主研发激光陀螺仪专用芯片问世

近日，国内新一代激光陀螺驱动系列功能芯片问世，由湖南二零八先进科技有限公司（以下简称“二零八公司”）技术团队研发。相比行业内普遍应用的上一代激光陀螺驱动控制电路，激光陀螺驱动专用芯片降低了电路设计难度，大幅减小体积重量，实现了我国激光陀螺仪电路的低成本国产化，迈出了激光陀螺仪产品高集成化、国产化的关键一步。

国内新一代激光陀螺驱动系列功能芯片

“没落贵族”重现光芒——激光陀螺仪市场焕发广阔前景

以激光陀螺仪为核心部件的导航系统是一种惯性导航系统，相对于大家耳熟能详的GPS和北斗等卫星导航系统，熟知惯性导航系统的人很少。实际上，惯性导航系统的出现要比卫星导航系统早半个多世纪，卫星导航系统可以实现与惯性系统的组合导航，进一步提高导航系统的精度，但却不能完全替代惯性导航系统，惯性导航系统不仅能够提供位置信息，还能解析载体姿态信息，实现卫星导航系统无法实现的功能。

此外，惯性系统不需要任何外部信息源，可以在深海、深空等各种场景下随时作业，并且能够抵抗电子干扰，在GPS等卫星导航系统失效的情况下仍可保持工作。因此，惯性导航系统是现代航空、航海、航天等领域的保底装备，激光陀螺仪等惯性器件更是无可替代的重要传感器，其技术水平也是衡量一个国家工业技术发展水平的重要标志之一。

20世纪60年代，美国率先成功研制激光陀螺仪，进而在世界范围内引发了一场导航领域的革命。由于具有重要战略意义，在相当长的一段时间内，激光陀螺仪相关产品与技术一直被欧美国家实施技术封锁，我国直到1994年才在国防科技大学原光电科学与工程学院教授、中国工程院院士、“激光陀螺仪之父”高伯龙的带领下，研制出第一台激光陀螺仪，成为全球第四个可独立研制激光陀螺仪的国家。

目前，激光陀螺仪已发展成为技术成熟、综合性能优越的一种陀螺仪。最新实践表明，卫星导航系统极易受到攻击和干扰，这一现实更凸显了激光陀螺仪等惯性导航系统的高精度优势，在长航时无人机、无人潜航器等新型使用场景中，激光陀螺仪这一类高性能器件将难以替代。

除了航空、航天、潜艇、舰船等市场的大规模需求外，在自动驾驶、工业自动化、机器人、轨道交通等民用领域，激光陀螺仪都将成为高精度测量和定位的重要传感器。

新一代专用“芯”突破，助力激光陀螺仪低成本国产化

面对广阔的市场前景，国内激光陀螺仪却由于起步较晚、与光纤陀螺仪出现时差短以及自身产能问题，加之技术门槛高、定价高以及易用性较差等原因，市场应用一直没能大规模展开。

“激光陀螺仪主要由控制电路和传感器本体两部分组成，其中，控制电路是激光陀螺仪的‘大脑’，是激光陀螺仪性能与可靠性最为复杂的一部分，也是降成本和提高易用性的主要突破点之一。”二零八公司创始人及首席专家卢广锋表示，“上一代激光陀螺驱动控制电路采用分立器件形式，不仅体积大，而且需要生产商购买上百类零件自行组装，造成统一标准缺失、集成度低、成本高等问题。”

二零八公司研发新一代激光陀螺驱动系列功能芯片，比硬币更小

为弥补激光陀螺仪成本高昂的“致命”缺陷，推动国产化器件普及，二零八公司钻研多年，成功研制新一代激光陀螺驱动系列功能芯片。该系列芯片由5枚独立功能芯片组成，分别实现激光陀螺的高压启辉、高压维持、精密稳流、抖动驱动、稳频及锁区优化功能。相比上一代激光陀螺驱动控制电路，专用系列芯片大大降低了电路设计的难度，体积减小三分之一，成本降低一半，进一步推动了激光陀螺仪的低成本国产化，为进一步拓展应用打开了空间。

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