卷首語
1958年初,電子加密技術研發進入核心階段——當19項核心技術指標確定後,元器件作為技術落地的“基石”,其性能、穩定性與供應保障能力,直接決定加密設備能否達到實戰要求。彼時國內電子元器件產業尚在起步,進口芯片雖性能成熟卻受供貨周期、渠道限製,如何在國產與進口之間選擇,如何通過科學測試驗證適配性,成為技術團隊必須突破的關鍵課題。這場圍繞元器件的調研與測試,不僅形成了係統的選型方案,更推動了國產元器件在加密領域的早期應用,為後續技術自主化埋下伏筆。
一、元器件選型的緊迫性與核心目標
隨著電子加密設備研發進入硬件設計階段,元器件選型的緊迫性日益凸顯——若不能及時確定核心元器件晶體管、芯片、電阻電容等),電路設計、原型機製作將陷入停滯,影響整體研發進度,這是技術團隊啟動選型工作的直接原因。
選型工作的核心目標明確為“三適配”:適配19項核心技術指標如晶體管需滿足加密速度對信號處理的要求)、適配實戰場景環境如耐高溫、抗震動)、適配供應鏈保障如國產元器件需具備穩定產能,進口元器件需確保供貨周期)。
團隊首先梳理了電子加密設備的核心元器件清單,共篩選出12類關鍵元器件,其中晶體管、加密專用芯片、高頻電阻為“核心中的核心”,這三類元器件直接影響加密性能,因此成為選型重點,其他元器件則以“性價比”“通用性”為主要考量。
張工作為選型工作統籌者,提出“先調研、後測試、再確定”的三步走策略:第一步調研國內外供應情況,第二步設計對比測試方案,第三步根據測試結果確定選型,避免盲目選擇導致的性能不達標或供應風險。
團隊還明確了選型的優先級原則:安全性能相關元器件如加密芯片)優先考慮穩定性與抗破解能力,環境適配相關元器件如耐高溫晶體管)優先考慮實戰場景適應性,普通輔助元器件如電容)優先考慮成本與供應穩定性。
二、國內外元器件供應情況調研
為全麵掌握供應信息,李工帶領4人調研小組分兩路展開工作:一路走訪國內元器件生產廠家,涵蓋北京、上海、天津等地的7家電子廠;另一路通過外貿渠道、技術文獻,收集國外蘇聯、東歐及西歐部分國家)元器件的供應數據,曆時1個半月完成調研。
國內供應調研聚焦“產能與性能”:北京電子管廠當時已能量產npn型晶體管,月產能約5000隻,但性能參數存在差異放大倍數β值波動範圍100200);上海無線電二廠正在試製加密專用芯片,尚未量產,預計3個月後可提供樣品,初期月產能僅1000片。
國外供應調研則關注“參數與限製”:蘇聯提供的晶體管性能穩定β值波動範圍150180),但供貨周期長達3個月,且需通過外貿代理,存在渠道不確定性;西歐某廠家的加密芯片性能先進,支持更高複雜度密鑰,但價格昂貴,且受當時國際環境影響,長期供貨存在風險。
調研小組還收集了各類元器件的關鍵參數手冊,對比發現:國產晶體管在常溫下性能接近進口產品,但在極端溫度30c、50c)下,參數漂移率比進口產品高812;國產電阻電容的精度誤差±5)略低於進口產品誤差±2),但價格僅為進口的13。
李工在調研總結中指出:“國產元器件具備成本優勢與供應靈活性,但部分性能與穩定性需提升;進口元器件性能成熟,但存在供貨周期長、渠道風險高的問題,選型需在兩者間找到平衡,無法簡單偏向某一方。”
三、曆史補充與證據:元器件供應調研檔案
1958年3月的《電子加密設備核心元器件供應調研檔案》檔案號:gy1958007),完整記錄了調研過程與數據,包含國內7家廠家的產能報表、國外5個品牌的元器件參數手冊複印件、12份調研訪談記錄,現存於電子工業檔案館,是選型方案的重要依據。
檔案中關於北京電子管廠晶體管的測試記錄顯示:隨機抽取的50隻npn型晶體管,在25c常溫下,放大倍數β平均值156,誤差±15;在30c低溫下,β平均值降至128,誤差擴大至±22;在50c高溫下,β平均值135,誤差±18,性能波動符合當時國產元器件的普遍水平。
進口元器件的供應限製記錄更具參考性:檔案中蘇聯外貿代理的回複函顯示,“晶體管最低訂購量1000隻,交貨周期90120天,且不保證後續供貨穩定性”;西歐廠家的報價單顯示,加密芯片單價為國產試製樣品預估價格的8倍,且需提前6個月預付定金。
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國內芯片研發進度的記錄顯示:上海無線電二廠的《加密芯片試製進度報告》附件3)提到,“芯片已完成設計,正在進行光刻工藝調試,預計1958年6月可提供首批200片樣品,關鍵參數密鑰處理速度、抗乾擾性)接近蘇聯同類產品,但量產需解決良率問題當前良率約30)”。
檔案末尾的調研結論明確:“建議核心元器件采用‘國產為主、進口補充’的策略,晶體管優先選用國產滿足常溫場景,極端場景少量搭配進口),加密芯片短期使用進口樣品推進研發,同步等待國產芯片量產,輔助元器件全部選用國產。”
四、對比測試方案的框架設計
基於供應調研結果,王工帶領團隊開始設計國產與進口元器件的對比測試方案,核心思路是“模擬實戰場景,全麵驗證性能”,確保測試結果能直接支撐選型決策,方案共包含測試維度、測試設備、測試流程、數據評估4個核心模塊。
測試維度的確定緊扣19項核心技術指標,共設置6大測試維度:電性能如晶體管放大倍數、芯片密鑰處理速度)、環境適應性高低溫、震動、鹽霧)、穩定性連續工作72小時性能衰減)、兼容性與其他元器件的匹配度)、成本單價、維護成本)、供應保障供貨周期、產能)。
測試設備的選型注重“精準與適配”:電性能測試采用當時國內先進的晶體管參數測試儀精度±1)、密鑰處理速度測試儀;環境適應性測試使用高低溫恒溫箱40c至60c)、震動測試台頻率10500hz)、鹽霧試驗箱;所有設備均經過校準,確保測試數據準確。
測試流程設計遵循“公平對比”原則:對國產與進口同類型元器件,在相同測試環境、相同測試參數、相同測試時長下進行測試,例如晶體管的電性能測試,均在25c、50c、30c三個溫度點測試,每個溫度點保持2小時,記錄3組數據取平均值。
數據評估模塊確定了“量化評分體係”:每項測試維度設置10分製評分標準,電性能30權重)、環境適應性25權重)、穩定性20權重)、兼容性10權重)、成本10權重)、供應保障5權重),總分8分以上為優先選擇,68分為備選,6分以下排除。
五、核心測試指標的細化與量化
針對晶體管、加密芯片兩類核心元器件,劉工團隊進一步細化測試指標,將模糊的“性能達標”轉化為可量化的參數,確保測試可操作、結果可對比,避免主觀判斷影響選型。
晶體管的核心測試指標包括:放大倍數β常溫150200,低溫≥120,高溫≥130)、反向擊穿電壓≥30v)、噪聲係數≤5db)、開關速度導通時間≤0.1μs,關斷時間≤0.2μs),這些參數直接影響加密信號的處理速度與穩定性。
加密芯片的核心測試指標更聚焦安全與效率:密鑰處理速度128位密鑰生成時間≤1秒)、抗乾擾能力強電磁環境下錯誤率≤2)、算法兼容性支持3種以上加密算法切換)、數據吞吐量每秒處理加密數據≥1000字節),匹配19項指標中“密鑰複雜度”“加密效率”的要求。
環境適應性測試指標量化為具體參數:高低溫測試在30c至50c範圍內,每10c測試一次,每次保持2小時,記錄元器件性能衰減率≤15為合格);震動測試承受10g加速度、10500hz頻率震動4小時,測試後元器件功能正常率需達100。
穩定性測試指標設定為“連續工作72小時”:元器件在額定電壓、常溫環境下連續工作,每12小時記錄一次性能參數,參數漂移率≤8為合格,確保設備在實戰中長時間運行的穩定性,避免頻繁故障。