首顆國產(chǎn)電力專用主控芯片“伏羲”,點亮“中國芯”
主控芯片作為電網(wǎng)二次裝備核心器件,涉及千萬量級的電網(wǎng)關(guān)鍵裝置,被業(yè)界稱為電力工業(yè)控制的“大腦”。長期以來,我國工業(yè)控制芯片高度依賴國外技術(shù)和產(chǎn)品,對我國能源行業(yè)供應(yīng)鏈安全造成重大威脅。
作為我國首個基于國產(chǎn)指令架構(gòu)、國產(chǎn)內(nèi)核的電力專用主控芯片“伏羲”,已先后在電網(wǎng)控制保護、自動化、新能源等多個電網(wǎng)關(guān)鍵場景進行驗證及應(yīng)用。這標志著我國電力工控領(lǐng)域核心芯片已經(jīng)從“進口通用”向“自主專用”轉(zhuǎn)變,對于逐步提高我國電網(wǎng)多領(lǐng)域場景新增設(shè)備的自主芯片覆蓋率,實現(xiàn)國產(chǎn)工業(yè)控制芯片規(guī)?;瘧?yīng)用具有重要意義。
據(jù)了解,“伏羲”芯片入選2021年央企十大“國家重點器件”之一,是國內(nèi)首款基于國產(chǎn)指揮架構(gòu)、國產(chǎn)核心的能源工控專用芯片。 與國內(nèi)外同類競爭產(chǎn)品相比,綜合性能提高1.5倍。 “伏羲”芯片的量產(chǎn),推動了我國電力工控領(lǐng)域核心芯片由“進口通用”向“自主專用”的轉(zhuǎn)變,對國家電力能源安全和發(fā)展具有重要意義。 工業(yè)控制領(lǐng)域的科技自主控制。
南方電網(wǎng)科研團隊歷經(jīng)多年,成功發(fā)明多時鐘源交叉互驗技術(shù)和鏈式賦信技術(shù),打造出一個工控對時的“神經(jīng)中樞”。這就如人的雙眼精度不一,但卻能在神經(jīng)中樞的指揮下映射出清晰不重疊的景觀世界。
堅定自主研發(fā),對于徹底擺脫西方國家的知識產(chǎn)權(quán)限制,以及確保我國能源電力安全、工控領(lǐng)域科技自主可控具有重大意義。這一專利不但有效保證對時精度,有效提升電網(wǎng)核心裝備通信對時技術(shù)水平,還有力支撐了電網(wǎng)運行精度和可靠性實現(xiàn)躍升。
南方電網(wǎng)依托國家重點研發(fā)計劃,以國產(chǎn)自主CPU核心和國產(chǎn)OEM封測技術(shù)為依托,集中科研攻關(guān)攻關(guān)。 2019年以來,先后在電網(wǎng)控制與保護、自動化、新能源等多個電網(wǎng)關(guān)鍵場景驗證應(yīng)用“伏羲”,并取得了不俗的表現(xiàn)。 “伏羲”的成功研發(fā)和量產(chǎn),對于國家電力能源、信息安全、工業(yè)控制等領(lǐng)域的科技自主掌控具有重要意義。
2019年3月,研發(fā)團隊將芯片正式命名為“伏羲”,寄望“代表電網(wǎng)裝備核心器件從零到一的突破”。該專利及系列成果,著眼于布局數(shù)字電網(wǎng)關(guān)鍵領(lǐng)域國產(chǎn)化全新賽道,孵化出國內(nèi)首個基于國產(chǎn)指令架構(gòu)、國產(chǎn)內(nèi)核的電力專用主控芯片,內(nèi)嵌國密安全算法模塊,綜合性能是進口同類產(chǎn)品的1.5倍,網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴抵御能力提升了60倍。
此次摘得中國專利金獎,離不開南方電網(wǎng)公司對知識產(chǎn)權(quán)的高度重視和運用轉(zhuǎn)化。據(jù)了解,該公司建立健全十余項配套制度,規(guī)范專利許可、轉(zhuǎn)讓、投資融資、預(yù)警等工作,使知識產(chǎn)權(quán)日常工作有章可循。
“伏羲”芯片采用異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu),在同一塊芯片上既要完成微秒級的實時信號處理,又要完成毫秒級的管理信號處理,難度非常高。另一個難題來源于數(shù)據(jù)涌入時的快速反應(yīng)和處理,通常這個環(huán)節(jié)都使用外掛電路的方式來實現(xiàn),但“伏羲”的“獨門絕技”是“把外掛電路通過納米級的芯片內(nèi)部電路加以實現(xiàn),并且固化成IP核,便于廣泛推廣。這項技術(shù)的創(chuàng)新性很強,成效十分顯著。芯片化裝置的體積比傳統(tǒng)裝置減少了40倍,功耗降低了6倍,動作速度提升了20%。
“伏羲”系列芯片目前已應(yīng)用于繼電保護、變電站自動化、配網(wǎng)自動化、計量自動化、邊緣計算、新能源等領(lǐng)域,后續(xù)將形成全系列產(chǎn)品,實現(xiàn)對工控領(lǐng)域全場景支撐?!霸诔晒麘?yīng)用和轉(zhuǎn)化方面,我們采用‘伏羲’芯片開發(fā)了一系列高性能的芯片化電力保護裝置,成效非常顯著,芯片化裝置的體積比傳統(tǒng)裝置減少了40倍,功耗降低了6倍,動作速度提升了20%。
核心技術(shù)是我國最重要的武器。 最關(guān)鍵、最核心的技術(shù)應(yīng)該立足于自主創(chuàng)新和自力更生。 作為數(shù)字電網(wǎng)的設(shè)計者和倡導(dǎo)者,南方電網(wǎng)具備引領(lǐng)芯片技術(shù)與電網(wǎng)應(yīng)用深度融合的基礎(chǔ)和能力。 目前,南方電網(wǎng)在電力專用芯片領(lǐng)域已經(jīng)形成了完全國產(chǎn)化、可控的技術(shù)領(lǐng)域,為科技自主和自我完善奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。