物料国产化替代

一、引言

       近年来，随着贸易摩擦以及更深层次的原因，产品国产化已经成为诸多企业“不得不”考虑的问题，甚至已经迫在眉睫。即使对于目前尚未被直接影响的企业，也应该未雨绸缪，早做“备胎”。尤其是涉及到国计民生的重点行业（军工、通信、轨交、电力……等）和企业，更应该居安思危，着手产品的“B计划”。

二、国产化的困境

       电子产品国产化的核心关键就是所采用的电子元器件（物料）国产化。然而，电子元器件以及相关的开发工具、软件、工艺设备都长期被国外垄断。经过多年的努力，国产元器件在市场上逐渐被采用，但不同厂家同类元器件在性能质量上良莠不齐，很多相对于美、欧、日、韩、台等成熟大厂的元器件仍然存在相当的差距。或者由于成本（恶性）竞争，假冒伪劣元器件也不在少数。

       在产品国产化过程中，替换选用国产电子物料存在一定的难度和可靠性风险。通常会碰到以下问题：

1）是否存在管脚兼容、各项性能指标相当的国产替代料？

2）没有管脚兼容可直接替换选用的国产替代料，怎么办？

3）国产元器件数据手册上的技术规格参数、性能指标看似相同或接近，实际上是否有所差异？

4）器件特性参数、精度、环境影响、兼容性存在差异，如何处理？

5）国产元器件可靠性参数是否给出且满足要求？厂家有无提供可靠性评估报告？

6）国产替代料是否是行业产品的适用物料？

       虽然开展“国产化”产品重构工作存在一定的可靠性风险，但这种风险是不得不承受的风险。从长远发展的眼光看，这也是国内企业“自主可控”的必由之路。随着国产元器件的用户不断增多，国产元器件门类也在不断丰富，物料的可靠性和工艺水平也在不断提高。相信经过5-10年的努力，国内也能成就一批不输于美欧日韩的国际化电子元器件企业。

三、国产化的路径

       实现“产品国产化”，并确保产品可靠性，关键要把握两个方面，一是国产化物料替代，二是加强可靠性设计。

国产化物料替代通常有两种主要方式：

1) 直接替换 — 引脚兼容、功能相同、性能相当的国产物料

2) 方案替换 — 引脚不兼容、功能相当、性能相当的国产物料

       目前在分立器件（阻、容、感、二极管、三极管）方面，国内已经有了一批具有一定实力的企业。但在模拟器件、功率器件、电源管理器件、高端处理器、FPGA、存储器等集成电路方面与国外相比仍然存在一定的差距。因此物料国产化替代的首要任务就是要做好替代物料的选型认证工作，包括物料的技术参数规格认证，以及针对部分重要关键物料DPA认证，和供应商现场认证。

       做好物料替换选型的同时，在设计上还要充分考虑国产替代料的容限、精度、参数漂移、防护能力、环境适应性，通过加大降额、加强防护、最坏情况分析（WCCA）、可靠性预计及分配等设计手段来弥补器件的差异性或缺陷。对于安全性要求高的应用系统，必要时可能需要采取冗余设计和备份机制。

       设计完成后还应该进行充分的测试验证。通常应包括以下两个层面：

① 针对产品电路单板的硬件白盒测试。从电源、信号的质量、时序等微观角度评测构成产品的各个单板的设计“健壮性”，并试图发现和定位设计隐患，为下一轮设计整改优化提供依据以及整改后提升效果的对照。

② 针对整机（样机）的功能、性能等型式试验以及可靠性/环境试验。从宏观角度评测产品整体对外部环境应力、寿命应力等影响的“可靠性”。

四、结语

鉴于目前现实情况，产品国产化的工作可能难以一蹴而就。因此在开展国产化产品规划时，就需要确定目标，并在物料国产化率、可靠性风险、产品成本、项目周期之间进行综合考量，权衡取舍。通过兼容设计和分步迭代实现“自主可控”的目标。

       近年来，易瑞来已经与多家重点行业用户开展项目合作，在保证产品可靠性的同时取得了“国产化”的良好效果。

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