卷首语
1958年初,电子加密技术研发进入核心阶段——当19项核心技术指标确定后,元器件作为技术落地的“基石”,其性能、稳定性与供应保障能力,直接决定加密设备能否达到实战要求。彼时国内电子元器件产业尚在起步,进口芯片虽性能成熟却受供货周期、渠道限制,如何在国产与进口之间选择,如何通过科学测试验证适配性,成为技术团队必须突破的关键课题。这场围绕元器件的调研与测试,不仅形成了系统的选型方案,更推动了国产元器件在加密领域的早期应用,为后续技术自主化埋下伏笔。
一、元器件选型的紧迫性与核心目标
随着电子加密设备研发进入硬件设计阶段,元器件选型的紧迫性日益凸显——若不能及时确定核心元器件(晶体管、芯片、电阻电容等),电路设计、原型机制作将陷入停滞,影响整体研发进度,这是技术团队启动选型工作的直接原因。
选型工作的核心目标明确为“三适配”:适配19项核心技术指标(如晶体管需满足加密速度对信号处理的要求)、适配实战场景环境(如耐高温、抗震动)、适配供应链保障(如国产元器件需具备稳定产能,进口元器件需确保供货周期)。
团队首先梳理了电子加密设备的核心元器件清单,共筛选出12类关键元器件,其中晶体管、加密专用芯片、高频电阻为“核心中的核心”,这三类元器件直接影响加密性能,因此成为选型重点,其他元器件则以“性价比”“通用性”为主要考量。
张工作为选型工作统筹者,提出“先调研、后测试、再确定”的三步走策略:第一步调研国内外供应情况,第二步设计对比测试方案,第三步根据测试结果确定选型,避免盲目选择导致的性能不达标或供应风险。
团队还明确了选型的优先级原则:安全性能相关元器件(如加密芯片)优先考虑稳定性与抗破解能力,环境适配相关元器件(如耐高温晶体管)优先考虑实战场景适应性,普通辅助元器件(如电容)优先考虑成本与供应稳定性。
二、国内外元器件供应情况调研
为全面掌握供应信息,李工带领4人调研小组分两路展开工作:一路走访国内元器件生产厂家,涵盖北京、上海、天津等地的7家电子厂;另一路通过外贸渠道、技术文献,收集国外(苏联、东欧及西欧部分国家)元器件的供应数据,历时1个半月完成调研。
国内供应调研聚焦“产能与性能”:北京电子管厂当时已能量产NpN型晶体管,月产能约5000只,但性能参数存在差异(放大倍数β值波动范围100-200);上海无线电二厂正在试制加密专用芯片,尚未量产,预计3个月后可提供样品,初期月产能仅1000片。
国外供应调研则关注“参数与限制”:苏联提供的晶体管性能稳定(β值波动范围150-180),但供货周期长达3个月,且需通过外贸代理,存在渠道不确定性;西欧某厂家的加密芯片性能先进,支持更高复杂度密钥,但价格昂贵,且受当时国际环境影响,长期供货存在风险。
调研小组还收集了各类元器件的关键参数手册,对比发现:国产晶体管在常温下性能接近进口产品,但在极端温度(-30c、50c)下,参数漂移率比进口产品高8%-12%;国产电阻电容的精度(误差±5%)略低于进口产品(误差±2%),但价格仅为进口的1\/3。
李工在调研总结中指出:“国产元器件具备成本优势与供应灵活性,但部分性能与稳定性需提升;进口元器件性能成熟,但存在供货周期长、渠道风险高的问题,选型需在两者间找到平衡,无法简单偏向某一方。”
三、历史补充与证据:元器件供应调研档案
1958年3月的《电子加密设备核心元器件供应调研档案》(档案号:GY-1958-007),完整记录了调研过程与数据,包含国内7家厂家的产能报表、国外5个品牌的元器件参数手册复印件、12份调研访谈记录,现存于电子工业档案馆,是选型方案的重要依据。
档案中关于北京电子管厂晶体管的测试记录显示:随机抽取的50只NpN型晶体管,在25c常温下,放大倍数β平均值156,误差±15%;在-30c低温下,β平均值降至128,误差扩大至±22%;在50c高温下,β平均值135,误差±18%,性能波动符合当时国产元器件的普遍水平。
进口元器件的供应限制记录更具参考性:档案中苏联外贸代理的回复函显示,“晶体管最低订购量1000只,交货周期90-120天,且不保证后续供货稳定性”;西欧厂家的报价单显示,加密芯片单价为国产试制样品预估价格的8倍,且需提前6个月预付定金。
国内芯片研发进度的记录显示:上海无线电二厂的《加密芯片试制进度报告》(附件3)提到,“芯片已完成设计,正在进行光刻工艺调试,预计1958年6月可提供首批200片样品,关键参数(密钥处理速度、抗干扰性)接近苏联同类产品,但量产需解决良率问题(当前良率约30%)”。
档案末尾的调研结论明确:“建议核心元器件采用‘国产为主、进口补充’的策略,晶体管优先选用国产(满足常温场景,极端场景少量搭配进口),加密芯片短期使用进口样品推进研发,同步等待国产芯片量产,辅助元器件全部选用国产。”
四、对比测试方案的框架设计
基于供应调研结果,王工带领团队开始设计国产与进口元器件的对比测试方案,核心思路是“模拟实战场景,全面验证性能”,确保测试结果能直接支撑选型决策,方案共包含测试维度、测试设备、测试流程、数据评估4个核心模块。
测试维度的确定紧扣19项核心技术指标,共设置6大测试维度:电性能(如晶体管放大倍数、芯片密钥处理速度)、环境适应性(高低温、震动、盐雾)、稳定性(连续工作72小时性能衰减)、兼容性(与其他元器件的匹配度)、成本(单价、维护成本)、供应保障(供货周期、产能)。
测试设备的选型注重“精准与适配”:电性能测试采用当时国内先进的晶体管参数测试仪(精度±1%)、密钥处理速度测试仪;环境适应性测试使用高低温恒温箱(-40c至60c)、震动测试台(频率10-500hz)、盐雾试验箱;所有设备均经过校准,确保测试数据准确。
测试流程设计遵循“公平对比”原则:对国产与进口同类型元器件,在相同测试环境、相同测试参数、相同测试时长下进行测试,例如晶体管的电性能测试,均在25c、50c、-30c三个温度点测试,每个温度点保持2小时,记录3组数据取平均值。
数据评估模块确定了“量化评分体系”:每项测试维度设置10分制评分标准,电性能(30%权重)、环境适应性(25%权重)、稳定性(20%权重)、兼容性(10%权重)、成本(10%权重)、供应保障(5%权重),总分8分以上为优先选择,6-8分为备选,6分以下排除。
五、核心测试指标的细化与量化
针对晶体管、加密芯片两类核心元器件,刘工团队进一步细化测试指标,将模糊的“性能达标”转化为可量化的参数,确保测试可操作、结果可对比,避免主观判断影响选型。
晶体管的核心测试指标包括:放大倍数β(常温150-200,低温≥120,高温≥130)、反向击穿电压(≥30V)、噪声系数(≤5db)、开关速度(导通时间≤0.1μs,关断时间≤0.2μs),这些参数直接影响加密信号的处理速度与稳定性。
加密芯片的核心测试指标更聚焦安全与效率:密钥处理速度(128位密钥生成时间≤1秒)、抗干扰能力(强电磁环境下错误率≤2%)、算法兼容性(支持3种以上加密算法切换)、数据吞吐量(每秒处理加密数据≥1000字节),匹配19项指标中“密钥复杂度”“加密效率”的要求。
环境适应性测试指标量化为具体参数:高低温测试在-30c至50c范围内,每10c测试一次,每次保持2小时,记录元器件性能衰减率(≤15%为合格);震动测试承受10g加速度、10-500hz频率震动4小时,测试后元器件功能正常率需达100%。