康拓红外的芯片处于什么水平 (康拓红外价值)

我国宇航事业起步的标志是1970年上天的东方红卫星,随后的返回式卫星,试验卫星,资源卫星,通信卫星,气象卫星,遥感卫星及合成孔径侦察卫星,北斗导航系统组网,神舟飞船及杨利伟太空漫步,量子卫星,天宫空间实验室与神舟十一号交会对接等等,令人目不暇接。

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航天大国

我国航天事业近50年取得的成就有目共睹。根据《国际太空》杂志发布的《2017 年全球航天器发射统计与分析》,2017年全年发射467个航天器,美国以绝对优势继续排名第1,欧洲数量相较2016年翻番排第2,我国排第3,以国家统计我国的排名仅次于美国,已是名副其实的航天大国。

康拓红外是中国航天科技集团五院两个上市公司之一,中国卫星是其微纳卫星的产业化平台。康拓红外技术来自航天,建设和运营了我国智能化的铁路车辆安全检测系统。

随着我国宇航事业的发展,五院及502所研发的智能核心器件、智能装备已达到国际先进水平;康拓红外正在筹划的资产重组,即是注入相关的技术和业务,有望成为五院及其502所航天核心器件以及在非航天领域延伸的产业化平台。

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航天技术迁移

因此,康拓红外资产重组披露的相关信息,给我们一个崭新的观察角度,认识我国航天技术的进步,追踪航天技术在非航天领域延伸和应用。

一、宇航技术与铁路安全互联网、图像AI安全系统

首先,康拓红外本身的业务即是若干航天技术在铁路车辆安全检测领域的应用,其红外、图像、声学、力学、光学的探测、处理、传输、识别等技术源自五院502所,以此为起点为铁路部门建设了覆盖全国,对列车运行过程中的关键走行部件,如转向架、基础制动装置等部件的状态进行实时监测,确保铁路行车安全,提高铁路车辆检修和使用效率。

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最大的工业互联网

公司称该系统为“5T”智能安全检测系统,满足了铁路车辆由人工停车检修、定期检修,向动态、智能化实时安全监测的需求,其中的动态图像检测系统属全球原创技术。该系统实际上可能是全球最大的工业互联网和动态图像、声学AI系统,其中的图像AI系统属全球原创技术。

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最大的动态图像AI系统

(一)最大的工业互联网

公司独家设计开发的红外线全路联网软件系统将铁道部、铁路局、全路几千个红外线轴温探测站联系起来,实现了对列车轴温探测信息的全路共享和实时监控,其铁路车辆红外线轴温探测系统运行在该系统之上。

该系统应该还包括,铁路车运行故障动态图像检测系统、铁路车辆滚动轴承早期故障轨旁声学系统等,由此构成了全球最大的工业互联网。

(二)最大的工业人工智能应用

公司研发上线的铁路车运行故障动态图像检测系统,是一套采用高速数字图像采集、图像处理、图像自动识别、网络通信、自动控制、计算机等技术的智能化系统。该系统积累了巨量的铁路机车特定部件的故障图像特征数据,运用自动识别技术即所谓的算法,对动态采集的图像进行分析和判断,不停车动态地给出机车车辆关键部件的故障警示,辅助人工判读检修重点。类似地,红外技术、声学、力学等检测系统,都需要算法等人工智能技术判断、识别故障点,辅助人工判别。

二、航天器智能技术向防务装备、核工业领域延伸

五院502所50年后的今天,其航天器相关的若干控制技术已从追赶到并跑并开始领先,除开应用在铁路安全领域以外,已有智能产品在国防防务、复杂环境的核工业领域应用。

注入康拓红外的轩宇空间、轩宇智能是502所从事相关技术和业务的法律载体,其官网较详细地介绍了,测控仿真、智能芯片、防务装备、宇航、智能装备、工业自动化以及复杂环境智能业务和产品。

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玉兔肯定是智能的

(一)核心器件

1、宇航级SoC芯片等系列芯片

1)宇航级CPU SoC芯片、存储等芯片及其SiP微系统

轩宇空间官网介绍的芯片产品,包括CPU、SiP、PROM可编程只读存储芯片、SRAM静态随机存储芯片、1553B总线控制器、AD/DA转换芯片、按口驱动芯片等。该类产品明确标明计算能力和抗辐射指标,显得较为自信。其中SoC片上系统CPU均采用三模冗余设计,加上502所的三机热备份SpaceOS操作系统,无疑成为我国宇航芯片及其星载系统的主力厂商。

2018年2月,国务院国资委官网转发报道,五院北斗三号副总设计师高益军介绍说,“北斗三号卫星计算任务最大的高性能运算中心使用了‘中国芯’——五院自主研制的我国第一片抗辐照四核片上系统芯片SoC2012。”,“除了“中国芯”,北斗三号卫星还注入了“中国魂”——五院拥有完全自主知识产权的计算机操作系统SpaceOS2。

2)国际先进水平成系统的宇航级芯片

轩宇空间的CPU芯片SoC2008,研发历史近十年,首次应用于2012年10月发射的实践-9B卫星星载计算机的主份核心芯片,是国内第一款在轨飞行的SoC芯片。该芯片基于SPARC V8体系结构,面向空间应用的高性能、低功耗的32位抗辐射片上系统芯片,计算性能超过86MIPS@100MHz。

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美丽的SoC2008宇航CPU

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美丽的SoC2012宇航CPU

随后,公司推出了SoC2012、SoC2016芯片。SoC2012集成四个SPARC V8内核,性能超过了300MIPS 80FLOPS@100MHz,基于SoC2012设计的新一代抗辐射加固星载计算机,其体积、重量和功耗仅有同类传统星载计算机产品的一半,性能是现有产品的20~60倍。SoC2012芯片2015年首飞,性能指标超过了欧洲和美国的同期同类产品,处于国内最高水平和国际先进水平。

SoC2016是国内第一款面向卫星控制、数据处理、图像处理一体化综合应用的异构多核SoC产品;集成SPARC V8架构高性能LEON4处理器核和DSP数字信号处理器、浮点处理器等;SoC2016计算性能超过800MIPS 200MFLOPS@200MHz,功耗不大于3瓦,性能指标达到国际先进水平。

截至2016 年年底,有 500套以上SoC2008 片上系统用于二代导航卫星、探月卫星、小卫星、微小卫星平台的控制计算机、星敏感器、交会对接敏感器、CMG 等电子产品中;有 200套以上 SoC2012用于二代导航卫星、探月卫星等的控制计算机、敏感器等电子产品中。

SoC2016应该定位于计算需求较高的大卫星平台,其官网未披露应用时间及其卫星、空间站名称。SoC2008、SoC2012产品,应该定位于小卫星平台的应用。

3)出口及其出口限制

SoC2012已批量出口俄罗斯近200片,是俄官方批准的宇航应用处理器之一。轩宇空间坦诚,SoC2016芯片属于限制出口产品,友好国家仅可获取SoC2012、SoC2008。

4)与772所PK

从官方公开报道可知,九院772所生产的CPU芯片已有十余年的历史,2003年首颗芯片上天,似乎比502所更早;2012年6月16日,神舟九号飞船及其与天宫一号交会对接,2015年新一代北斗导航卫星,均搭载772所研发的国产芯片。

轩宇空间与772所产品两相对比,772所最早上天的可能并非SoC芯片,或并非CPU芯片,而是一种ASIC即定制芯片;772所官网公布的SoC微处理器型号及其产品手册,有两个抗辐射产品,更多的是军标级微控制器产品,也未披露具体的计算性能和抗辐射数据,且772所从未提及操作系统产品。

2、FPGA

FPGA现场可编程门列阵是一种居于通用芯片和专用芯片之间,具备灵活性、较低成本、较短开发周期,适合小批量高性能应用场景的芯片。

轩宇空间掌握多核处理器及FPGA 集成技术,FPGA芯片为其测控仿真、宇航、防务等产品提供计算、传输、控制支撑。

3、ASIC定制芯片

除开宇航级系列芯片、FPGA芯片以外,公司官网介绍已开发某款ASIC定制芯片,已突破多项关键技术,取得多项创新成果,申请专利和集成电路版图保护6项,发表期刊论文1篇。

(二)微系统及其组件

公司微系统及控制部组件业务收入占比、毛利率较高。微系统及控制部组件业务 2018 年实现收入 18,050.65 万元,占当期收入的50.13%,毛利率为 35.68%,把整体毛利率从 2017年度的23.48%提升至 27.20%。

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漂亮的微系统

1、宇航用微系统及其组件

除开芯片以外,基于SoC产品形成了多款SiP星载计算机模块,集成了SoC2008、SRAM、FLASH等9颗芯片,将运算、控制、接口、存储等功能芯片陶瓷封装于一个模块中,实现了复杂系统功能的高密度异质集成,体积、重量、功耗降低80%以上,达到国际先进水平。

微系统主要包括片上微处理器、存储器等产品。轩宇空间已有星载计算机模块、可编程信号处理模块、小型化编码太阳敏感器模块三款宇航微系统产品,核心处理器采用SoC片上系统处理器。控制部组件主要包括惯性导航敏感器、微系统、电机等产品。

2、防务用微系统及其组件

防务装备微系统包括,弹载计算机、弹载综合电子仓、弹载IMU惯性测量单元,导弹红外引导头、激光引导头等产品,其中至少弹载计算机、弹载综合电子仓运用DSP+FPGA架构技术。防务微系统已形成系列,新产品包括导弹红外引导头、激光引导头等产品。

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导弹红外引导头也可以很美

(三)导弹测试与仿真系统

公司智能测试与仿真系统2018年收入1.8亿元,占比49.86%,2017年收入1.6亿元,占比54.14%;2018年毛利率18.68%,2017年16.30%。

轩宇空间研发及生产的智能测试与仿真系统,主要应用于卫星等航天器在研制、集成和交付运行过程中的仿真验证和地面测试,是公司较早的业务。

近期,依托于航天智能测试与仿真系统,公司研制了导弹GNC制导、导航与控制的半物理仿真测试系统、便携式高速图像采集处理设备等地面测试系统产品。半物理仿真是指被仿真对象系统的一部分以实物(或物理模型)方式引入仿真回路;被仿真对象系统的其余部分以数学模型描述,并转化为仿真计算模型。

(四)智能装备

2017年和2018年,轩宇智能分别实现营业收入 6,015.09 万元和10,776.42 万元,2018 年营业收入较 2017 年增长 4,761.33 万元,增幅为 79.16%;分别实现净利润 108.06 万元和 878.65 万元,2017年、2018年毛利率分别为31.79%、28.09%。公司最大客户是中核集团,五院与中核集团授权单位签署《战略合作框架协议》,约定轩宇智能是与中核集团开展全面合作的实施主体。

此次注入的轩宇空间、轩宇智能均有基于智能技术研发生产的,适用于高可靠、严酷工况的工业自动化产品,比如核工业仪器仪表、机器人、远程操作的自动化装备,两个法律主体的业务存在重叠和协同需求。

1、轩宇空间产品

轩宇空间的智能装备、工业自动化业务,立足于机电与智能设备的研制,比如机器人、机器手臂,还掌握了大型环境模拟器设备的核心技术。定制研发的核电仪器产品,完成了第一代样机的研制和现场调试。大功率电机完成了75kW和150kW磁悬浮电机第二代产品的研制。

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机械臂

2、轩宇智能产品

轩宇智能主要从事应用于特殊环境可远程操作的自动化装备产品的研发、生产与销售,核心产品为特殊作业机器人,包括系统级产品,如手套箱自动化平台、热室自动化平台、探测机器人系统,终端级产品,如核工业用动力机械臂、应急机器人、爬壁机器人以及耐辐射关键器件(摄像头、控制器、驱动器)等。

三、宇航技术向其他行业辐射路径总结

中国航天科技集团五院,即中国空间技术研究院,成立于1968年2月20日,首任院长是著名科学家钱学森。经过50年的发展,已成为我国主要的空间技术及其产品研制基地。五院及其502所,在空间飞行器姿态与轨道控制系统、载人宇宙飞船制导、导航与控制系统、工业控制系统等领域,代表着我国的最高水平。

最高水平的成就几乎完全靠自力更生,其总体的设计水平,需要计算机技术及其核心器件的研发水平为其提供支撑。比如红外探测芯片、FPGA芯片、CPU芯片、存储芯片及DSP器件等,在高可靠领域均已达到国际先进水平。

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宇航技术向军工、核工业迁移

康拓红外的业务及其资产重组披露的信息,佐证了我国航天科技及其核心器件的水平及其在航天内外的不断成功应用。康拓红外成立于2007年9月,是502所为航天控制研发的红外、图像、声学、力学、光学及其探测、处理、传输、识别等智能检测技术,在铁路运行安全领域的应用,其中的动态图像系统属全球原创技术。

轩宇空间成立于2011年,初期以满足502所对智能测控与仿真系统的需求为主。502所经过十余年的研发,在2008年前后成功开发第一款SoC宇航级CPU芯片,在此基础上形成了系列宇航级芯片等核心器件、微系统及其智能组件的研发生产能力。此类业务已无偿转移至轩宇空间。

在满足航天需求的同时,五院及其502所旗下轩宇空间的服务领域不断拓展,为防务装备和工业自动化提供智能产品;轩宇智能则专注于,核工业为代表的复杂环境领域所需的智能装备研发业务。

轩宇空间官网以“航天品质助力民生发展”宣示其价值观。我们期待航天人,不断地在更高水平和更宽广度为国防和国民经济服务。