北斗总师：国产航天级CPU、FPGA等核心器件已100%自主可控

林宝军自2011年起任北斗三号卫星总设计师，全面主持了导航卫星研制工作，带领团队攻克了数十项核心关键技术。

林宝军回忆，当时做北斗卫星，一开始卫星是几吨重，用的还是全世界最好的器件。

同时，北斗三号卫星的“心脏”使用国产龙芯CPU（即龙芯3A抗辐照型），同时还用上了国产FPGA、ASIC和微波器件等，核心器件实现100%自主可控，彻底扭转卫星关键部件依赖进口受制于人的局面。

据芯片大师了解，截至2020年，就有10颗北斗导航卫星搭载了龙芯3号CPU，同时进入卫星的还有国产Flash和功率放大器等器件，具体供应商不得而知。

其实早在2015年，林宝军就首次在卫星上使用了龙芯CPU，而且一用就是两款——龙芯1E和龙芯1F抗辐照处理器。

据北斗卫星研发人员介绍，新一代北斗卫星上有3个被称为“单机”的黑盒子，每个约有4本400页的32开图书摞起来那么大。其中两个黑盒子里，每个装了2片龙芯1E芯片和4片龙芯1F芯片。

龙芯1E负责进行常规运算，龙芯1F完成数据采集、开关控制、通讯等处理功能。尽管龙芯1家族采用180nm CMOS工艺、400万晶体管的性能落后于航天大国水平，但与当时在国际上能买来的芯片相比，龙芯1E和龙芯1F的性能还是要更好一些，处理能力和可靠性也能打平。

另外，当时龙芯1E和龙芯1F的售价仅为几万元一片，而西方愿意出售给中国的宇航级芯片中，例如性能为100MIPS的美国ATMEL AT697F要20万到30万元一片，性能更好价格高达上百万元一片。

最关键的是，龙芯1E/1F的出现使国产CPU首次具备了较强的抗辐照能力。

宇宙辐射、地磁捕获辐射、太阳粒子等各种辐射是卫星上处理器面临的最大环境“威胁”。辐射的总剂量效应会使芯片的性能不断下降，直到坏掉，而高能的粒子打到芯片里，会直接损坏芯片的内部工艺，使电流突然增加，最终导致芯片烧毁。

此前我国航天事业使用的大部分元器件抗辐照能力较差，加之受到国际禁运的限制，能买到的处理器性能有限。正因如此，对元器件抗辐照能力的要求成为国家战略性需求。

从高价买进口芯片拼凑到龙芯和更多核心器件的上天，我国在航天级芯片领域的突破时代正式到来。