中国芯工程

2024-07-21

中国芯工程（共7篇）

中国芯工程篇1

“金融IC卡市场是一个巨大的市场, 2014年标准银联IC卡发卡量约为7亿张, 2015年发卡量约为5亿张, 但是国外芯片厂商在标准银联IC卡市场占有率仍高达95%以上。随着国内各银行的国密算法受理环境基本完善, 国产金融IC卡芯片有望进入到一个加速发展阶段。”大唐电信旗下大唐微电子技术有限公司 (以下简称大唐微电子) 副总经理王赫于9月初在京举办的“2016年中国国际金融 (银行) 技术暨设备展览会展”上接受采访时谈道, 今年对于国产芯片厂商而言, 是非常关键的一年, 目前各大国有银行正在加大标准银联IC卡产品中国产芯片的使用比例。

目前, 大唐微电子设计的金融IC卡芯片产品已经在中国建设银行、中国农业银行和邮政储蓄银行等国有银行以及多个股份制银行、地方商业银行、农村信用社实现批量商用。并且, 王赫表示, 如果各大国有银行能给国产芯片厂商更多的商用机会, 使国产芯片在标准银联IC卡市场的份额达到10%以上, 国产芯片才有机会通过市场反哺, 得以可持续发展, 进而推动我国集成电路产业在技术、领域和规模上的迅速升级。

“金融卡更新换代”热潮

毋庸置疑, 金融IC卡市场是一个巨大的市场。从2015年1月1日起, 按照中国人民银行的规定, 所有商业银行新发行的银行卡 (储蓄卡) 均应为加载芯片的金融IC卡, 金融IC卡取代磁条卡成为必然。根据中国银联最近的统计数据显示, 国内已发行金融IC卡约20多亿张。大唐微电子作为“国产芯技术”的代表, 早在2013年就通过了国际EMVCo芯片安全认证和银联芯片安全认证。2014年, 自主研发的、满足PBOC3.0标准国密算法的金融IC卡芯片在鹤壁银行实现了首批商用。2015年, 独家提供首批支持跨行交易的国密算法金融IC卡在长沙银行发行。2016年2月, 金融IC卡安全芯片在中国建设银行实现了国产芯片首发, 为大唐微电子金融IC卡芯片的国内市场影响力奠定了基础。目前, 大唐金融IC卡芯片已在农业银行、邮政储蓄银行、平安银行、光大银行以及北京农商银行、深圳农商银行、兰州银行等几十家商业银行批量发行。

“金融IC卡安全芯片是守护金融交易安全的第一道防线, 这意味着‘换芯’的必然, 另一方面, 国际上通用的RSA算法已暴露出使用风险, 也给具备庞大数据量和交易量的中国金融安全带来威胁。建设一套自主知识产权、自主可控的安全体系, 正是国家推行国密算法的初衷。”王赫称。

产业链协同发展促芯片性价比提升

当下, 大唐微电子的设计能力与国外先进厂商基本靠近, 主要竞争劣势仍体现在产品成本上。一方面, 国外企业的金融IC卡芯片发行量巨大, 与上游厂商议价能力更强。另一方面, 我们作为Fabless (无晶圆厂半导体公司) 厂商, 相较国外IDM (Integrated Device Manufacture, 集成器件制造) 公司在成本和工艺上都不具有优势。

工艺方面, 国产金融IC卡芯片从第一代的0.18µm工艺, 到现在量产的0.13µm工艺, 总是比国外芯片低一到二代。为了打破这种被动局面, 大唐微电子的新一代金融IC芯片将直接跳过90nm工艺, 选择55nm, 从而实现与国外先进厂商同平台竞争。“芯片设计能力不是主要问题, 主要是整体的产业链配套。”王赫对此表示。依托于母公司 (大唐电信科技股份有限公司) 的产业布局, 大唐微电子在集成电路设计、制造、测试、封装和销售的产业配套相对完整。目前, 中芯国际已经具备55nm IC芯片的生产能力, 大唐微电子55nm金融IC卡芯片也即将投入市场。

在产品核心架构上, 大唐微电子拥有自主知识产权的8位、16位、32位CPU处理器技术, 采用自主CPU内核的金融IC卡芯片预计很快可以商用, 也将进一步推动金融IC卡芯片的国产化进程。

“银行会担心国产金融IC卡批量发卡是否会出现问题。就我们而言, 去年已经发了千万张金融IC卡, 整体市场反应也比较好, 并没有出现什么问题。再经过今年这一轮的市场检验, 银行对我们的产品将会更有信心。”王赫自信地表示, 并相信大唐微电子的金融IC卡芯片的市场表现将会在今年下半年有飞速发展。

小结

“我们现在的产品在各方面已经很成熟, 银行的受理环境也已基本改造完成, 芯片的设计能力已经得到了提升, 也拿到多个国际国内的产品安全认证, 产品也已经在市场上得到了批量商用验证。无论从国家安全角度讲, 还是从企业发展来讲, 今年下半年对于芯片国产化来讲是非常重要的时期。”王赫称。大唐微电子预计今年下半年将继续提升自身研发实力, 更好地服务于卡商和终端客户。大唐微电子已经提前几年做了很好的本地化布局, 这使得他们与客户沟通更通畅。大唐微电子将为争取“今年国产芯片达到市场10%的份额, 明年达到50%”这一宏伟目标继续奋力拼搏。

参考文献

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[2]郑小龙.国产嵌入式微处理器的探索与开拓[J].电子产品世界, 2015 (8) :20-22.

[3]郑小龙.以中国芯铸就中华信息安全的长城[J].电子产品世界, 2015 (12) :18-20.

[4]王莹, 金旺, 田陌晨, 等.移动支付的发展之路与未来[J].电子产品世界, 2016 (4) :15-17.

[5]迎九, 金旺.移动支付:从手机到可穿戴的安全策略初探[J].电子产品世界, 2016 (4) :18-20.

“星光中国芯工程”取得丰硕成果篇2

报告会上宣读了中共中央政治局常委李长春同志的贺信。据了解, “星光中国芯工程”的顺利实施是坚持自主创新、以市场为导向获得的成果, 也是国家支持留学生回国创业、各级政府与企业努力促进产业发展的一次成功探索, 在机制创新方面提供了有益的经验。

娄勤俭在发言中指出, 加快集成电路产业发展, 实现核心技术的突破, 是实现信息产业由大变强的必然选择。“星光中国芯工程”坚持自主创新, 坚持以市场为导向、以企业为主体, 是工业和信息化部组织实施的“中国芯”工程中的突出代表, 为我国集成电路产业在核心技术产业化方面起了良好的示范作用。目前产业的发展正面临着严峻的挑战, 增强自主创新能力, 是推动产业科学发展的突破口, 也是应对经济形势变化、增强产业发展后劲的有效措施。工业和信息化部作为行业主管部门, 将在营造良好环境、突破核心技术、完善产业链条、开拓应用市场等方面继续加大力度支持集成电路产业的发展, 促进信息化与工业化的融合。

在工业和信息化部、财政部、北京市政府的支持下, 邓中翰、杨晓东等一批留美归国博士于1999年在北京中关村创办了中星微电子公司, 启动并承担实施了“星光中国芯工程”。实施十年来, 该工程已取得8项核心技术突破, 获得国内外专利授权480项, 成功开发了两个系列的数字多媒体芯片产品并实现大批量生产, 其多媒体芯片占领了全球60%的市场份额, 取得良好的经济效益和社会效益, 成为我国集成电路产业自主创新的成功范例。

花旗银行的中国“芯” 篇3

花旗银行在中国市场发展的历史,某种意义上来说,就是一部推进本土化进程的历史。用花旗银行(中国)有限公司董事长施瑞德的话来说,“花旗银行在中国已经相当于是一家本土银行了”。

参股中资银行

随着中国市场的壮大,外资银行加快了进军中国的步伐。其中一个重要举措,便是参股中资银行。实践证明,参股中资银行,是外资银行品牌本土化和渠道本土化的最快途径。即使是中国全面开放人民币业务,这依然是外资银行分销渠道扩充最快的方式。中资银行的渠道网络,不仅仅是物理意义上的网点,更重要的是本地化的人才和客户资源。而本土智慧的运用,正是外资银行进入中国市场成功的关键。

一般来说,企业的增长有两种方式,一种是内涵式增长,一种是通过收购兼并外延式的增长。通过收购兼并加快发展,虽然不一定适合每一家公司,但如果适用得当将会给企业带来突飞猛进的发展。同样,成功的跨国银行,也离不开成功的并购行为。花旗环球金融亚洲有限公司主席任克英2003年在中国演讲时表示,“花旗银行本身就是一系列并购活动的结果,这些活动成功发挥了协同效应。过去七年完成了几次大的收购,每年有相当于1500亿元人民币的净盈利,有三分之一是来自内涵式的增长,三分之二是外延式的增长。”基于这一外延式发展方式,花旗银行在中国市场捷足先登,先后成功参股了浦发行和广发行。

2003年9月19日,首例外资受让银行上市公司股权案尘埃落定。当天,浦发银行公告称:国务院国资委已同意上海国有资产经营有限公司、上海久事公司与花旗银行海外投资公司签署的股权转让协议。这是A股市场首例外资成功受让银行上市公司股权案。国务院国资委批复同意,上海国有资产经营有限公司将其所持的浦发银行29850万股国家股中的10845万股转让给花旗银行海外投资公司,上海久事公司将其所持的浦发银行22950万股国有法人股中的7230万股转让给花旗银行海外投资公司。本次股权转让后,花旗银行海外投资公司将持有浦发银行股份18075万股,占公司总股本的4.62%,成为公司第四大股东。

紧接着,浦发银行又与花旗银行签订了排他性参股、信用卡业务合作等一系列战略合作协议。2003年4月26日,浦发银行就与花旗银行签署战略合作协议事宜公告。公告称,花旗将成为浦发银行吸收战略性参股的唯一外国金融机构,浦发银行也将成为花旗在中国境内(除台湾、香港、澳门外)投资的唯一境内商业银行。

2006年11月16日,花旗集团终于击败两大竞争对手,与广发行在广州正式签署了战略投资与合作协议,为持续16个月的广发行竞购“马拉松”画上句号。按照协议,花旗集团与IBM信贷、中国人寿、国家电网、中信信托、普华投资等国内外企业组成的投资者团队出资242.67亿元人民币,认购重组后的广发行85.5888%股份。其持股比例分别为:花旗集团20%、中国人寿20%、国家电网20%、中信信托12.8488%、普华投资8%、IBM信贷4.74%。广发行股权出让曾被视为外资金融机构快速抢占中国金融市场的大好机会,而备受海内外关注,吸引了国内外40多家潜在投资者参与竞争。

步步为营

本土化经营离不开本土网点的布局。为应对与中资银行在网络布局上的巨大差距,花旗在中国采取了步步为营的策略。

早在1993年秋,花旗就将中国区总部从香港迁入上海,成为第一家将总部设在中国内地的外资银行。对此,花旗银行上海分行行长黄晓光认为,花旗把中国区总部从香港迁到上海,实际上是花旗领导层对于中国市场的认可。

现在,大多数外资银行都毫无疑问地认为内地市场比香港市场更有潜力。但在当时,已在中国设置分支机构的外资银行,还习惯性地把在中国内地的业务置于香港的管理之下,花旗把中国区总部搬至上海,意味着中国内地市场至少和香港市场同等重要。同时,花旗中国区总部落户上海,改变了花旗银行总部对中国内地市场的看法。由于定位发生了变化,花旗对中国内地市场的战略要求、资源配置和运作方式也做出了相应改变。

2007年1月24日,由四个贵宾理财室、少量隔断组成的普通客户服务区及一个内部办公区,一共200平方米的空间成为了外资银行进军中国社区领域的先锋。这就是花旗银行在北京阳光上东正式启动的一家新的个人零售银行网点,成为首家在京开业的外资社区银行。

据花旗集团中国区消费金融业务总裁李亚文介绍,花旗银行阳光上东支行地处燕莎与丽都商圈之间,紧临第三、第四使馆区域。该社区的软硬环境均非常优越,知名双语幼儿园、知名学校、国际著名酒店等配套设施齐备,但外资银行的进驻尚属首次。因此,花旗银行的进驻弥补了该社区的外资金融服务空缺。业内专家认为,花旗入驻中国社区之举,标志着花旗银行成为中国人“身边的银行”,其本土化得以进一步深入。

无独有偶,就在同一周,花旗还有两家新设网点分别在天津和深圳开业,创下了外资银行网点高速扩张的一周新纪录。据了解,到目前为止,花旗拥有8家企业银行分行,分别位于北京、上海、广州、深圳、天津和成都,另有24家消费银行网点分布在上海、北京、天津、广州和深圳,厦门设有代表处,初步完成了其在华的第一阶段的布局。

中国芯片的无“芯”困局篇4

在信息技术占据时代主流的当下, 芯片产业成为许多发达国家的重点战略产业, 中国市场也因其庞大的市场需求而成为外国厂商竞相争夺的对象。一边遭外国产商垄断, 挣脱无力;一边是自身面临着核心技术缺失、自主创新不足、人才匮乏、融资瓶颈等问题, 我国芯片产业背负着沉重的包袱。造成我国芯片依赖进口原因何在?又该如何在竞争激烈的格局中解除中国芯片的无“芯”困局?本期我们将对此一一阐述。

现状:中国芯片产业依赖进口

源起于去年11月的高通垄断案如今又有新进展。9月12日, 发改委价格监督检查与反垄断局局长许昆林透露, 高通垄断案调查已经结束, 将马上进入处罚阶段。

据许昆林介绍, 国内厂商对高通的指控集中于高通“以整机作为计算许可费的基础”、“将标准必要专利与非标准必要专利捆绑”、“要求被许可人进行免费反许可”、“对过期专利继续收费”、“将专利许可与销售芯片进行捆绑”、“拒绝对芯片生产企业进行专利许可”以及“专利许可和芯片销售中附加不合理的交易条件”7个部分。

作为全球主要芯片提供商, 高通的中国市场份额相当庞大, 国内绝大部分的智能手机采用的都是高通芯片。高通在我国手机芯片市场的垄断地位, 正是外国厂商之于我国芯片产业的一个缩影。

2013年底, 中国社科院发布2014年《经济蓝皮书》, 指出国内工业经济虽然产能过剩, 但在一些关键领域仍然依赖进口, 譬如芯片。据工信部下属科研机构统计, 2013年中国集成电路市场销售规模达9 166.3亿元。然而在这超过九千亿的市场规模中, 90%的芯片来自进口, 国产芯片的市场份额仅占10%。再看另一组数据, 2012年中国进口的集成电路芯片是1 920亿美元, 这一数字超过了进口石油的1 200亿美元。

如果说石油是国家经济发展的血液, 那么芯片则是国家工业发展的心脏, 在信息技术占据时代主流并成为国家综合实力衡量标准的情况下, 芯片作为电子设备和信息系统的“心脏”, 在整个信息产业中起着至关重要的作用。而依据上述两组数据分析可知, 我国的芯片市场规模庞大, 却几乎落入外国厂商之手, 说是“垄断”毫不为过。

国务院发展研究中心于2013年发布的《二十国集团国家创新竞争力黄皮书》也指出了这一问题, 我国目前仍是一个技术和知识产权净进口国, 关键核心技术对外依赖度高。因此, 尽管占全球77%份额约11.8亿部手机由中国制造, 但其中只有不到3%的手机芯片是国产的。我国的计算机和彩电每年产量居世界之首, 然而嵌于其中的高端芯片专利费同样让中国厂商沦为外国厂商的打工者。

我国芯片市场受外国公司垄断, 无“芯”困局造成了自身沦为他人赚取高额利润的廉价劳工, 而技术研发的薄弱和自主创新的无力更严重阻碍了我国信息产业的快速发展, 甚至关键核心技术长期受制于人, 威胁国家安全。这样的局面是如何形成的?国产芯片市场为何无“芯”?

分析:中国芯片产业落后的缘由

芯片即集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业, 在计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等几大领域起着关键作用, 成为现如今全球主要国家或地区抢占的战略制高点, 尤其是发达国家在这一领域更是投入了大量创新资源, 竞争日趋激烈。我国芯片产业长期受制于人, 对我国的国民经济、国家安全、社会发展形成强大阻力, 而造成这一局面的原因主要包括以下两个因素。

产业整体状况所决定

芯片产业更新换代速度非常快, 产业门槛高, 投入巨大, 但是回报慢。为了追求最大的投入和回报比率, 中国芯片企业更看重短期的投资回报, 一般会选择购买国外的知识产权, 以缩短产品的开发周期, 高通垄断案便是典型案例。而对制造企业来说, 由于国内半导体产业还处于起步期, 缺乏一种相互信任的机制, 采用中国芯片设计公司的方案往往意味着要承担更大的市场风险, 整个产业链的发展无法形成合力。

即使是从用户角度看, 他们选择某款电子产品时, 所熟悉的参数一般都来自国外品牌。购买一款中高端电子产品, 如果在参数上出现了国内品牌, 消费者接受的可能性也比较低。

芯片企业、制造企业还是用户会优先选择国外技术和产品, 说到底是中国芯片的研发技术大大落后于国际水平。而如今芯片的研发已经不仅仅是硬件设计, 还需要软硬件同时设计, 因此产业链的整体发展水平和垂直整合水平也成为了影响中国芯片产业发展的关键因素。

技术劣势明显

我国设计业水平基本与国外同步, 但很多关键芯片几乎全部进口, 工艺技术进步严重滞后。

关于我国芯片产业的整体水平, 教育部“长江学者”、华中科技大学武汉光电国家实验室缪向水教授评价道, 目前在整个芯片产业涉及集成电路设计、半导体制造、封装检测以及软件开发等多个环节中, 我国内地都落后于世界最好水平一至二代。

据缪向水介绍, 以半导体制造领域为例, 英特尔22纳米晶圆早在2012年就已投产, 并宣称将于今年推出14纳米制程工艺的新处理器;我国台湾的台积电已提供20纳米制程服务。而在我国内地, 中芯国际在2013年底, 刚成为唯一一家提供28纳米工艺技术的芯片制造企业。

此外, 缪向水还指出, 政府大力扶持的自主创新的芯片产品问题很多。比如汉卡, 作为早期计算机中避免在处理汉字时占用过多内存而设计出来的扩展卡, 随着计算机的发展, 现已退出舞台。而龙芯, 虽然是我国较为成熟的一个具有自主知识产权的芯片, 但它和目前主流的英特尔及AMD的CPU相比, 由于存在兼容性不佳的问题, 还不能在主流PC市场上参与竞争。

那么, 指甲盖大小的芯片, 自主研发到底难在哪儿?

芯片从无到有需要经过研发设计、制造封装等不同阶段, 每一阶段都有很多道工序和流程, 涉及很多核心技术和尖端的工艺水平。因此, 芯片研发的难点在于实现功能应用的同时, 保证较高的性能, 如低功耗、高速度、高密度、高可靠性等。而除了芯片设计能力以外, 制程工艺水平的提升以及关键材料和设备研发的进步等同样是需要突破的关键技术。

一款完全独立自主的芯片开发和应用, 先后涉及芯片产业多个环节, 作为芯片产业链的最上游, 研发设计是芯片产业的“芯”, 具有最高的技术含量。我国由于起步晚等多方面的原因, 目前与世界顶尖芯片设计的差距明显。此外, 在芯片面积控制、功耗控制、处理速度等指标上, 中国芯片企业与高通等国外巨头也存在较大差距。而如果要研发完全自主创新的芯片, 势必要避开国外公司所拥有的集成电路知识产权, 并且在短时间内完成创新的芯片设计等一系列环节, 这对起步晚、投资少、研发力量薄弱的中国芯片产业而言, 难度极大。

总体而言, 中国芯片产业起步晚, 在芯片产业方面的投资相对于三星、英特尔等巨头每年上百亿美元的投资来说, 资金依然匮乏。在研发基础上, 我国在芯片设计、制程工艺、封装等技术环节上的投入和积累仍较为薄弱。同时, 中国芯片产业还遭遇人才短缺、创新不足等瓶颈。以上种种导致中国芯片产业未有大发展, 整个内地市场总体落后于人, 被国外巨头厂商所垄断。

思考:路在何方?

芯片产业是对信息安全、国民经济极其重要的战略性产业, 而在国内芯片市场上中国企业所占的比例微乎其微。面对国内芯片市场如此大的一个蛋糕, 中国芯片企业该如何打破无“芯”困局?产业路在何方?

缪向水对此认为, 我国虽在芯片整体产业方面技术相对落后, 但由于芯片产业的技术更新换代速度快, 建议我国芯片企业在某些领域实现重点突破, 使得部分芯片产品达到国际领先, 以提升整个产业在国际上的话语权。

同时, 也有专家认为, 我国的芯片进口额度超过石油成为第一大进口商品, 并且进口数额短期内仍呈现增大趋势, 可见我国芯片的发展速度跟不上市场需求。因此, 他们认为当前中国芯片产业的首要问题是尽快提高产能, 然后再进一步研发出自己的核心技术, 先做大再做强, 逐步完善产业链。

综合起来看, 一方面, 我国对芯片的需求逐年上升, 全球有超过一半的芯片出口到中国;另一方面, 我国芯片产业的整体技术水平落后于国外厂商。因此, 中国芯片产业要扭转无“芯”格局, 既要提高产能, 又要加大技术研发力度, 两头都要抓。

技术水平的整体提升需要长时间的积累和持久投入, 以我国目前的情况而言要在短期内达到国际水平几乎是不可能的事。因此, 正如缪向水所言, 我们可以瞄准某些领域的技术发展前沿实现“弯道超越”, 逐渐缓解过度依赖国外知识产权的情况。与此同时, 政府需出台相关的扶持性政策支持国内芯片产业, 尽快将芯片产能提上去。

需注意的是, 过去国内对先重点研发某种核心技术上的理解有失偏颇, 常常为了追求进口替代而急于求成, 出现头疼医头脚疼医脚的情况。须明白, 芯片产业的整体提升仅靠一两项核心技术或一两个产品突破是远远不够的, 只有真正建立起自主可控的信息产业体系, 就像“两弹一星”时代我们的先辈建立起自主可控的工业体系一样, 才是中国芯片产业振兴的时刻。

第一, 制定强有力的产业政策, 加大政府对产业的扶持力度。

研究数据表明, 芯片产业一美元的产值, 可以带动信息产业10美元的产值和100美元国内生产总值 (GDP) 。为扶植芯片产业, 许多国家和地区出台了特殊的税收政策, 将芯片作为国家重点战略产业来抓, 美国、欧洲、日本等发达国家通过大量的研发投入确保技术领先, 韩国、新加坡和我国台湾地区通过积极的产业政策推动芯片产业取得飞速发展。

第二, 针对性加强产业各环节企业投入, 重点打造产业整合者。

芯片产业是由设计、制造、封装测试等各环节企业构成的, 不同环节企业面临的难题各不相同, 因此政府需要针对性地制定政策。

此外, 目前中国芯片产业在设计、制造、封装测试等领域都涌现了一批有实力的企业, 但如何将这些企业整合起来, 凝成一股合力仍是最大问题, 缺乏产业整合者成为产业发展最重要的瓶颈。从世界范围看, 产业整合者往往是应用领域的龙头企业。如何扶持这类龙头企业, 解决这些企业的短视问题, 是政府的当务之急。

第三, 加大产业资金投入, 加强核心技术研发, 培养高端人才。

我国的芯片产业起步比国外慢, 产业规模虽在迅速扩大, 但依然赶不上整个信息产业的发展步伐。与世界各大芯片巨头相比, 我国芯片企业的自主创新能力较为薄弱, 因此加强芯片产业的技术研发成为振兴整个产业的关键, 而这须以深厚的研发资金持续注入为支撑, 还需政府和强大的产业基金大力扶持。在企业发展过程中, 各阶段的基金接力投入, 给芯片企业注入了巨大的活力, 极大地缓解了企业短期生存的风险。例如美国硅谷, 它能发展至今, 产业基金的支持功不可没。

同时, 建立多种形式的激励机制, 培养业内高端人才, 落实相关政策以吸引海外高层次人才回国。

单芯中压电缆工程设计探讨篇5

关键词：电气工程,单芯电缆,截面积计算,感应电压,屏蔽层接地

在笔者参与的某海外工程项目中, 包含一段3.7km的长距离输电线路设计。按上游变压器的最大供电能力, 对下游新建装置的输电线路进行计算, 经计算拟用12根35kV单芯630mm的电缆对下游装置供电。

1 单芯电缆的选型

1.1 选择单芯电缆的原因

根据电缆电压等级的定义, 6～35kV的称为中压电缆, 66kV及以上定义为高压电缆。高压电缆由于容量和绝缘问题通常采用单芯的型式, 对于中压电缆由于电压较低, 相间绝缘已不存在技术瓶颈, 因而多采用三芯的型式。但基于输送距离和负荷容量, 当中压电缆计算截面积达到630mm2时, 从制造环节做成三芯存在困难, 则采用单芯电缆。

1.2 工程资料

整条线路按水平直埋敷设考虑, 局部调整为出地坪沿桥架敷设, 在过海水管线部分、过道路和水沟时穿混凝土排管。

计算中影响单芯电缆设计的其他因素有:环境参数 (温度、电缆间距、敷设路径、敷设方式、埋深、最大允许温度、回填土热阻系数) 及电缆结构参数、安装参数等。

考虑到长距离线路的施工工艺, 最终选择了三相单芯电缆平行敷设的方式。根据技术人员建议和现场情况, 大段单芯电缆需采用直埋的方式。

1.3 电缆截面计算

电缆和敷设设计基于IEC标准, 在计算的过程中按额定电流及敷设情况选截面积, 再根据供货商电缆参数核算载流量, 最终确定电缆截面积。计算过程, 步骤简述如下:

1.3.1 载流量校验

基于IEC 60287-1-1[1]、IEC 60287-2-1[2], 校验单根630mm2电缆载流量:

两根载流量达到1251A满足额定电流670A的要求。

1.3.2 导体最大允许短路电流计算

短路电流的计算方法依据IEC60949[7],

I=ε×Iad≈90kA (2)

满足系统短路电流21kA的要求;式中:Iad—绝热情况下的计算短路电流;ε—导体及屏蔽层间的非绝热系数。

1.4 屏蔽层感应电压计算

1.4.1 屏蔽层允许的最大短路电流

屏蔽层最大短路电流的计算方法基于ICEAP-45-482[4]热稳定相关的计算公式

I2t=Klogundefined

得I=54.8kA小于系统短路电流21KA。式中:A-有效屏蔽层截面积mils;t-短路电流持续时间s。

1.4.2 屏蔽层感应电压计算

屏蔽层感应电压的计算方法基于IEEE575[3], 由于电缆为水平敷设, 且为多组敷设, 需考虑自身感应电压, 和本组电缆与相邻组电缆间的影响。

正常情况下的感应电压

自感电压:E=-j.w.IL.undefined

互感电压:E=-j.w.IL.undefined

将自感和互感电压累加得单位长度上可得感应电压值;E=0.067V/m

故障情况下的感应电压

Vmax=-j.w.I. (2×10-7) .ln[ (4.S) /d]=3V/m (6)

1.5 电压降计算

依据厂家提供的单位电缆压降参数, 按照额定电压

V=ρ×In×L (7)

式中ρ-单位长度电阻值Ω/km; In-额定电流A; L-电缆长度km。

1.6 接地线计算

整条单芯电缆线路敷设专用接地线提供感应电压控制地电位, 接地线引至变电所接地网。

按I=67.1A/√t得A=300kcmil约160mm2 (8)

接地线的截面计算选定240mm2。

2 计算值的应用和附件设计

2.1 电缆截面的校验

电缆的绝缘和护层设计均由供货商完成, 供货商使用专业计算软件建模计算最高温度情况下两根电缆的载流量为750A, 满足要求。压降控制, 根据上面电压降计算公式 (7) 的计算结果为165.1V, 压降0.48%满足要求。

2.2 规范中屏蔽层感应电压控制

单芯电缆金属屏蔽层产生的感应电压, 对电缆绝缘和电缆载流量均产生影响。在各种国际规范和各国的实际应用中, 相应的应用指导值各有定义。而本工程中采取的控制值为, 整段25V。极端工况下, 要求在屏蔽层的感应电压不大于600V。当不能满足要求值时, 需加装限流装置保护。

由公式 (4) (5) 得正常工况下屏蔽层的感应电压为0.067V/m, 按此计算值若想将感应电压控制在25V, 且考虑最高电压有可能出现在端点而非中点, 则每374m需做一次降压措施, 整段3.7km则需分成大约10段, 增加了作业面的数量。依据厂家的分盘能力, 370m远小于该类型电缆的分盘长度, 因而在选择降感应电压的措施中, 不宜教条应用此值, 而应考虑更优化的方案以延长护层接地的单段电缆的长度, 尽量减少施工作业面。

2.3 屏蔽层感应电压控制方法和方案确定

依据IEEE575[3]对屏蔽层感应电压控制的推荐方法, 分单点直接接地、阻抗接地 (实际中很少用) 、屏蔽层交叉互联、电缆换向布置等方式。各种接地方法针对不同电缆长度, 各有优缺点, 从设计和施工复杂程度从前至后逐次上升。

由于交叉互联的优点在长距离电缆中的突出表现, 对于超过2km的电缆线路优选交叉互联方案。由于末段电缆存在仍存在不确定性, 选择分段式屏蔽层交叉互联 (Sectionalized cross bonding) , 以增大下游装置接入时电缆的接地设置。接地设置见图1。

整段电缆分成7段, 两个主区间的连接处选用直接接头 (SJ) , 在连接处屏蔽层直接接地;每个交叉互联区间内电缆等段分割成三个小分段, 小分段的连接处选用绝缘接头 (IJ) , 采取交叉互联方式对屏蔽层经避雷器接地;在电缆终端头直接接地 (T) ;所有接地均通过连接线引至接地箱实现接地。

在电缆附件设计中, 选用了三种接地箱, 三线直接接地、六线直接接地及六线经避雷器保护接地。为将本段电缆与下游装置供货商电缆完全保护, 下段电缆接头处采用带保护接地。

3 敷设路径的设计

3.1 电缆在转弯处的保护

在工程设计中, 设计转弯、施工牵拉中应保证电缆自重及牵拉引起的张力不超过最大许可值。机械强度依据厂家提供最大纵向牵拉张力值为δmax×A (mm2) =31.5kN, 最大侧向张力值为5.0kN/m, 允许最小转弯半径为1.2m。基于电缆敷设牵拉需要和现场实际情况的影响, 在整条线路的直埋段, 设计了大量的施工人孔。人孔的设计需满足电缆转弯半径的要求, 在人孔中设电缆支架并局部配桥架以保证转弯的电缆张力不至过大。

3.2 直埋电缆岛的设计

电缆岛是针对直埋电缆接头施工常用的混凝土保护设施, 可实现将电缆接头良好保护在相应的土建设施中, 防止地下水、小的电缆位移造成对接头的牵拉。依据业主检维修的要求, 接地箱要尽可能布置在地表, 在电缆岛附近设计了相应的接地箱基础实现就近接地。电缆岛的尺寸电缆接头的外径设计。由于现场可用空间受限, 电缆岛的设计中将每根电缆的接地依据出线的长短, 分批次设置直埋电缆岛, 以减小占地空间。

3.3 电缆敷设中应注意的其他问题

为减小电缆在接头和转弯处的机械张力, 在接近接头和转弯处, 需加固定设备。并在条件允许的直埋段, 适当采取S型敷设。接头应避免布置在转弯和标高调整区域, 以减少拉力。

4 结束语

单芯电缆的设计在项目中应作为一个系统工程考虑, 应从截面选择、路径设计、附件设计、接地形式确定各个环节逐步确认, 制定整个单芯电缆的设计内容。

为了减少界面管理的风险, 建议项目前期咨询专业的电缆或电缆附件供货商承担整个系统的安装和部分设计方案的确定工作, 避免考虑不周出现的设计漏洞。

参考文献

[1]IEC60287-1-1.电缆额定电流计算:额定电流公式及损耗计算[S].

[2]IEC60287-2-1.电缆额定电流计算:热阻—电缆的热阻计算[S].

[3]IEEE575.单芯电缆屏蔽层等电位连接方法及感应电压和电缆屏蔽层电流计算指导[S].

[4]ICEA P-45-482.绝缘电缆金属屏蔽及屏蔽层的短路特性[S].

[5]GB50217.电力工程电缆设计规范[S].

[6]GB50168.电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范[S].

中国芯工程篇6

被动开放求留中国市场资本

在此, 我们首先看下为何IBM要开放自己的Power芯片授权。业内知道, 作为一家商业企业, IBM的Power Systems系列 (基于Power芯片的主机和服务器) 此前一直是高度封闭的系统, 也正因为封闭, IBM在此获得了高额的利润并锁定了高端市场和用户。例如在中国市场, IBM就占据了以Power服务器为代表的近8 0%左右的Unix服务器市场份额, 并在政府、银行、金融等企业占据绝对优势地位。

与中国市场相比, IBM Power在全球市场则被基于英特尔X 8 6架构芯片的服务器不断挤压。据统计, 去年, IBM的Power Systems的销量下滑了三分之一, 可以说中国市场从某种程度上决定着Power开放的效果, 甚至是Power的未来。

在了解了IBM开放Power芯片架构授权的背景后, 我们很容易知道, IBM开放Power芯片架构是希望借此吸引更多厂商加入到Power阵营, 尤其是中国的企业。所谓众人拾柴火焰高。这也道出了IBM开放给自己带来的最大的好处。

其次, 尽管从商业角度看, IBM Power系统在中国市场某些行业中的应用很难替代, 但仍不排除被替代的可能性。还有一点I B M最为担心的非商业因素是, 它无法把控中国政府的相关政策和风向, 而从今年的趋势看, 鼓励自主创新和以国产设备替代国外设备的呼声有增无减, 所以I B M没有十足的把握未来这些维系和给自己带来高额利润的P o we r Systems不被替换掉。所以IBM此次成立中国Power技术产业生态联盟 (包括重要的开放P o w e r架构授权) , 除了前面所说的商业因素的考量外, 还有捞取在中国继续留存获得高额利润市场的政治资本的目的。

业内知道, I B M是自今年新的P o w e r 8芯片问世后才正式完全开放芯片架构的。为此, I B M P o we r S y s te m s系统将存在两种不同的方向, 一种还是传统的Power8+AIX, 所面向的还是传统的向上扩展负载, 而IBM从心里上是不希望将这些负载迁移到Linux平台上, 而Power8+Linux面向的是新兴的横向扩展负载, 比如云计算、大数据、移动和社交, IBM希望通过开放将Power扩展到这些新的领域, 给予客户x86之外的选择。而Power8+AIX正是目前其Power Systems利润和垄断性最高的市场。而所谓开放后的组合, 鉴于竞争和抢夺市场份额的需要, IBM是不会考虑利润的。放到中国市场, 就意味着我们相关企业即便获得IBM Power芯片的授权, 也不会进入到高利润市场, 这块市场今天是IBM的, 未来也不会变化。

系统及软件资产未开放藏新垄断隐患

既然IBM向中国相关企业开放了其芯片架构, 难道中国企业不能利用开放的Power芯片架构打造出超越IBM自己的Power芯片+AIX的组合吗?熟悉I B M的人应该知道, IBM Power Systems之所以强大, 关键在于它是一种应用优化的高端服务器系统, 即软硬件紧密结合, 进行深度调优, 这才是IBM Power Systems的杀手锏。可惜的是, 作为软硬结合最紧密部分之一的A IX, IBM并未开放。其实针对此次中国Power技术产业生态联盟成立, 业内就有评论认为, A I X及其上运行的软件资产与其芯片是同等重要。

那么问题来了, 中国厂商未来基于Powe r芯片开放架构的系统 (例如服务器) 最直面的对手将是IBM。因为尽管IBM开放了Power芯片架构, 但它自己还会设计和生产自己的Power芯片及系统 (这是与ARM最大的不同) 。届时究竟谁优谁劣呢?

在此不妨看下此次中国Power技术产业生态联盟成立后加入联盟的中国相关厂商制订的国产Power处理器发展路线图。即第一代产品将于2015年12月推出, 12核心, 去除IBM的安全模块, 对标英特尔E5-269 0, 2017年12月推出第二款芯片, 集成自主的浮点运算单元, 对标英特尔E5-2620、2650。要知道英特尔的至强2600系列早在2 012年就已经发布, 而我们基于Power开放架构设计的Power芯片最早在2015年, 最迟在2017年才达到人家的水平。也就是说基于IBM芯片的开放架构, 我们开发的芯片是非主流的产品.