嫦娥登月，玉兔入懷，嫦娥系列的成功是航天技術高速發展的縮影，亦是航天系統高新技術成功應用的典范，帶動了整個產業的蓬勃發展。其中，微電子行業作為基礎產業，更是得到了更快更好的發展。
微電子領域在日常生活中有很多常見產品，例如Intel公司的I系列CPU處理器、蘋果公司中支持Iphone、Ipad的A系列處理器，這些產品在各自的系統領域中發揮了巨大的核心作用。而航天系統自己的核心處理芯片，就是SoC。
SoC(System on Chip)即片上系統，是一種系統級的嵌入式設計技術，以超深亞微米工藝和IP(集成電路知識產權)核技術為支撐，將系統的全部功能集成到同一芯片中。典型的SoC一般包含微處理器(CPU、DSP等)、存儲器、時鐘復位管理、外圍設備、總線等功能模塊，基于不同的具體應用SoC芯片還包括專用的處理模塊，例如雷達處理、圖像處理、語音處理、通信協議處理等。
傳統的集成電路芯片多是功能專一、功能固定，實現一個處理系統需要多種集成電路芯片協同工作，與之相比，SoC具有功能強大、體積小、功耗低等特點，實現一個處理系統往往只需要一種SoC芯片即可。SoC技術是當前超大規模集成電路(VLSI)的發展趨勢，為集成電路產業和集成電路應用技術提供了前所未有的廣闊市場和難得的發展機遇。近10年多來的民用市場上3C類(計算機、通信、消費電子)產品在功能、體積、性能以及產品研制周期上的高速發展，很大程度上得益于SoC設計技術的普及以及SoC芯片產品的大量應用。當前全球主要的半導體供應商與集成電路設計商的主要產品均已從過去單一的元器件形式轉向了SoC類型的芯片，這其中就包含了諸如TI、Xilinx、ADI、高通等。
SoC在民用上得到廣泛而深刻的應用，在航天技術領域電子平臺上也逐步得到推廣。隨著科學技術的發展，電子戰、信息戰等都要求裝備數字化、集成化、小型化和智能化。為了上述技術特征的付諸實施，傳統的基于模擬分離器件組成的電子系統被基于SoC芯片為核心的新型嵌入式電子系統所取代，這種趨勢已在包括國外先進軍事武器裝備如數字通信系統、導航與定位系統、遠程制導系統等領域得到了應用。
國外對SoC技術研究起步較早，目前取得了大量的科研成果，部分已應用到具體的設備系統中。20世紀90年代，美國國家航空航天局(NASA)在 X2000計劃中提出，要將未來空間飛行器的數據處理、數據存貯、電源管理和控制、通訊功能以及傳感器接口(如溫度、電壓以及各種科學儀器)等集成在邊長為2cm-3cm的專用芯片上。美國國防部在2000年軍用關鍵技術中對未來SoC進行了描述，除了模擬、數字電路外，SoC還將包括RF器件、光學器件等。
在歐洲，SoC的技術水平亦相當高，如法國TIMA實驗室設計的集射頻器件、光纖產品、MEMS傳感器、放大器等為一體的SoC產品。
從國外發達國家的SoC發展規劃，可以清楚地看到：航天及武器系統設計研究機構都已經認識到SoC技術的重要性，已經組織了相應的SoC技術研究，并且已經推出了基于SoC芯片的系統原型設計，并且已經逐步應用到工程中。
軍用微電子的發展是由應用軍用裝備(主要是導彈和航天器)的發展需要而發展的。由于受整機軍工產品對元器件的高可靠性、多品種、小批量、新型、特殊、專用、保密等要求，受總體發展的牽引，國外微電子的研究幾乎無一例外的與軍工大集團集合在一起，或是集團公司的一部分。大的軍工集團一般都有自己的微電子研究生產機構。如美國空間公司有自己的微電子研究實驗室，休斯頓公司有微電子部，洛克希德·馬丁公司有自己的微電子中心;德國、法國的航空航天公司、俄羅斯的航空航天企業都有自己的微電子專用集成電路制造單位或研究中心，他們都是為內部整機配套服務的。
而作為中國航天技術領域中的核心要素，由技術人員所從事的裝備載荷飛行器平臺系統中，復合成像、高分辨率衛星成像等系統，都需要通過基于SoC芯片的嵌入式電子系統所帶來的功能和性能上的優勢。可以說，大力有效的在航天航空應用領域進行SoC技術和產品的推廣與發展，是未來我國先進航天系統發展的必然趨勢。
在航天設備中采用SoC芯片技術的優勢是非常明顯的，隨著航天應用需求的增多，設計的算法日益復雜，但是航天產品對體積、系統功耗又有非常嚴格的要求。SoC產品則成為解決需求與體積功耗的矛盾的“良藥”。隨著先進生產工藝的發展，SoC芯片單位面積上可以實現的邏輯功能越來越多，在每個平方毫米的單位上可以擺放百萬門級甚至更多的晶體管，這正符合航天產品體積小、功能強的需求。
從另一方面來看，國產SoC芯片是中國獨立自主設計完成的，擁有全部的獨立自主知識產權，可以避免核心技術受制于人的尷尬，批量使用時在產品經濟性上也具有競爭力。
但應清醒認識到，面對航天系統研制周期短、設計任務重、需求變更頻繁的問題，目前SoC芯片設計過程中仍然有許多的技術難點。研究人員堅信，隨著SoC芯片設計核心團隊的建立，將逐步蕩平各種問題，早日為航天事業提供出成系列的SoC產品。
(北京遙感設備研究所 劉志哲)
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