中国正利用空间站测试各种芯片并取得技术优势 目标对手不再是NASA

相比于美国在太空中使用已有数十年技术历史的250nm制程芯片，中国不仅已有超过20款28nm到16nm制程范围的高性能芯片通过测试，未来还有更多国内芯片制造商正排队等待接受严格的太空测试，中国的目标是开发各种可在轨道上长时间保持稳定可靠运行的高性能芯片，这是一项艰巨而具有挑战性的任务。

报道特别提到，对于中国而言，目前在该领域的最大竞争压力并不再是来自美国国家航空航天局（NASA），而是来自以SpaceX为代表的的私营航天企业。未来，中国也计划打造一个与“星链”一较高下的卫星互联网体系。航天专家认为，未来几年，全球对高性能、低成本太空级芯片的需求将呈爆炸式增长。

2021年4月29日，海南文昌，长征五号B遥二运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道，这是中国空间站建造阶段的首次发射。图自IC Photo

《南华早报》援引直接参与中国地外芯片项目的科学家称，中国空间站现在可以同时测试100多个计算机处理器。同时，有超过20款全新的高性能芯片已经通过了测试，工艺制程范围从28nm到16nm，这些芯片比其他国家在太空中所使用的芯片要先进得多。此外，中国拥有大量的深紫外光刻机，也能够以低成本生产大量芯片。

科学家们表示，在“天宫”测试的芯片完全是在中国设计和制造的。在测试期间，芯片在中国独立开发的Space OS操作系统上运行，该系统广泛用于中国空间站和其他空间设施。

报道提到，NASA透露，其目前在太空中使用的芯片是基于已有30年历史的技术。例如，2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜，其中的RAD750处理器使用的是过时的250nm制程芯片，时钟频率仅为118兆赫，不及典型智能手机芯片的一小部分。

众所周知，被称为“天宫”的中国空间站，是我国建成的国家级太空实验室，这一完全自建的空间站，给我国带来了许多好处和便利。相比之下，国际空间站虽然也可进行类似实验，但其规则规定，参与其中的国家都有权了解发送到国际空间站的所有有效载荷的详细信息，这将给涉及国家安全和技术机密的芯片测试带来不便。

2023年11月28日，中国载人航天工程首次对外发布由神舟十六号乘组返回地面前手持高清相机，通过飞船绕飞拍摄的空间站组合体全景照片。新华社发（中国载人航天工程办公室供图）

《南华早报》直言，中国认为，其最大的竞争压力不再来自NASA，而是来自以SpaceX为代表的的私营航天企业。例如，“星链”卫星使用大量廉价的商用芯片，由于所需数量大，所以预期寿命短。

直到去年，NASA才最终决定让两家私人承包商为其未来重要的太空任务设计和制造一种新的芯片，涉及载人登月和火星探测。这种基于开源RISC-V架构的新芯片将比以前的处理器快100倍，预计将于明年进入市场。

中国空间技术研究院的项目团队去年12月在学术期刊《航天器环境工程》上发表了同行评议论文，其中称，预计不久后将有更多的国内芯片制造商排队等候，让他们的顶级产品通过严格的太空测试。

“在轨道上进行大规模芯片测试是一项艰巨而具有挑战性的任务，但这对中国快速增长的太空雄心至关重要。”报道援引该项目团队指出，中国利用空间站展开的这项工作规模比以往在利用卫星上的平台测试要大得多。

不过，这篇论文也指出，中国的航天工程师也在“先进性”和“谨慎性”之间不断权衡。一方面，他们希望采用人工智能等先进技术，获取新的太空应用所需的更高端处理能力；另一方面，随着芯片上晶体管数量的增加，会更容易受到宇宙高能粒子的干扰，从而影响计算和信息存储的准确性。

中方团队表示，中国的目标是开发各种高性能芯片，以使这些芯片可以在轨道上长时间保持稳定可靠的运行。同时，中国计划建立一个与“星链”一较高下的卫星互联网体系，以使中国的卫星不仅能够处理通信功能，还能携带传感器监测地球和太空。一些中国航天专家认为，未来几年，全球对高性能、低成本太空级芯片的需求将呈爆炸式增长。