近日,國內(nei) 新一代激光陀螺驅動係列功能芯片問世,由湖南二零八先進科技有限公司(下簡稱“二零八公司”)技術團隊研發。相比行業(ye) 內(nei) 普遍應用的上一代激光陀螺驅動控製電路,激光陀螺驅動專(zhuan) 用芯片降低了電路設計難度,大幅減小體(ti) 積重量,實現了我國激光陀螺儀(yi) 電路的低成本國產(chan) 化,邁出了激光陀螺儀(yi) 產(chan) 品高集成化、國產(chan) 化的關(guan) 鍵一步。
國內(nei) 新一代激光陀螺驅動係列功能芯片
“沒落貴族”重現光芒——激光陀螺儀(yi) 市場煥發廣闊前景
以激光陀螺儀(yi) 為(wei) 核心部件的導航係統是一種慣性導航係統,相對於(yu) 大家耳熟能詳的GPS和北鬥等衛星導航係統,熟知慣性導航係統的人很少。實際上,慣性導航係統的出現要比衛星導航係統早半個(ge) 多世紀,衛星導航係統可以實現與(yu) 慣性係統的組合導航,進一步提高導航係統的精度,但卻不能完全替代慣性導航係統,慣性導航係統不僅(jin) 能夠提供位置信息,還能解析載體(ti) 姿態信息,實現衛星導航係統無法實現的功能。此外,慣性係統不需要任何外部信息源,可以在深海、深空等各種場景下隨時作業(ye) ,並且能夠抵抗電子幹擾,在GPS等衛星導航係統失效的情況下仍可保持工作。因此,慣性導航係統是現代航空、航海、航天等領域的保底裝備,激光陀螺儀(yi) 等慣性器件更是無可替代的重要傳(chuan) 感器,其技術水平也是衡量一個(ge) 國家工業(ye) 技術發展水平的重要標誌之一。
20世紀60年代,美國率先成功研製激光陀螺儀(yi) ,進而在世界範圍內(nei) 引發了一場導航領域的革命。由於(yu) 具有重要戰略意義(yi) ,在相當長的一段時間內(nei) ,激光陀螺儀(yi) 相關(guan) 產(chan) 品與(yu) 技術一直被歐美國家實施技術封鎖,我國直到1994年才在國防科技大學原光電科學與(yu) 工程學院教授、中國工程院院士、“激光陀螺儀(yi) 之父”高伯龍的帶領下,研製出第一台激光陀螺儀(yi) ,成為(wei) 全球第四個(ge) 可獨立研製激光陀螺儀(yi) 的國家。
目前,激光陀螺儀(yi) 已發展成為(wei) 技術成熟、綜合性能優(you) 越的一種陀螺儀(yi) 。最新實踐表明,衛星導航係統極易受到攻擊和幹擾,這一現實更凸顯了激光陀螺儀(yi) 等慣性導航係統的高精度優(you) 勢,在長航時無人機、無人潛航器等新型使用場景中,激光陀螺儀(yi) 這一類高性能器件將難以替代。
除了航空、航天、潛艇、艦船等市場的大規模需求外,在自動駕駛、工業(ye) 自動化、機器人、軌道交通等民用領域,激光陀螺儀(yi) 都將成為(wei) 高精度測量和定位的重要傳(chuan) 感器。
新一代專(zhuan) 用“芯”突破,助力激光陀螺儀(yi) 低成本國產(chan) 化
麵對廣闊的市場前景,國內(nei) 激光陀螺儀(yi) 卻由於(yu) 起步較晚、與(yu) 光纖陀螺儀(yi) 出現時差短以及自身產(chan) 能問題,加之技術門檻高、定價(jia) 高以及易用性較差等原因,市場應用一直沒能大規模展開。
“激光陀螺儀(yi) 主要由控製電路和傳(chuan) 感器本體(ti) 兩(liang) 部分組成,其中,控製電路是激光陀螺儀(yi) 的‘大腦’,是激光陀螺儀(yi) 性能與(yu) 可靠性最為(wei) 複雜的一部分,也是降成本和提高易用性的主要突破點之一。”二零八公司創始人、首席專(zhuan) 家盧廣鋒表示,“上一代激光陀螺驅動控製電路采用分立器件形式,不僅(jin) 體(ti) 積大,而且需要生產(chan) 商購買(mai) 上百類零件自行組裝,造成統一標準缺失、集成度低、成本高等問題。”
二零八公司研發新一代激光陀螺驅動係列功能芯片,比硬幣更小
為(wei) 彌補激光陀螺儀(yi) 成本高昂的“致命”缺陷,推動國產(chan) 化器件普及,二零八公司鑽研多年,成功研製新一代激光陀螺驅動係列功能芯片。該係列芯片由5枚獨立功能芯片組成,分別實現激光陀螺的高壓啟輝、高壓維持、精密穩流、抖動驅動、穩頻及鎖區優(you) 化功能。相比上一代激光陀螺驅動控製電路,專(zhuan) 用係列芯片大大降低了電路設計的難度,體(ti) 積減小三分之一,成本降低一半,進一步推動了激光陀螺儀(yi) 的低成本國產(chan) 化,為(wei) 進一步拓展應用打開了空間。此次專(zhuan) 用芯片的研製成功,體(ti) 現了二零八公司在這一領域領先的研發能力。
二零八團隊:繼承科技報國情懷,開拓陀螺儀(yi) 千億(yi) 市場
據了解,二零八公司核心團隊來自於(yu) 國內(nei) 某高水平激光陀螺研究所,原團隊曾在領域內(nei) 深耕激光陀螺40餘(yu) 年,是國內(nei) 為(wei) 數不多通過自主研發實現激光陀螺批產(chan) 的團隊。
以激光陀螺儀(yi) 為(wei) 代表的高性能慣性器件技術壁壘較高,國內(nei) 專(zhuan) 門從(cong) 事這一領域研發的企業(ye) 極少。自2019年成立以來,二零八公司與(yu) 國內(nei) 先進材料研究團隊合作,旨在通過融合前沿基礎研究與(yu) 工程化實踐,跨前沿學科實現新一代激光陀螺儀(yi) 、半球諧振陀螺儀(yi) 及高精度加速度計的技術研發、工程化和批量生產(chan) 工藝研究,打造國內(nei) 領先、國際先進的慣性器件研發生產(chan) 與(yu) 技術應用平台。2020年,公司曾成功研製2.5米邊長的大型激光陀螺儀(yi) 原型機,在我國大型激光陀螺建造領域開展了奠基性工作。
低成本、高精度、小體(ti) 積是慣性導航係統未來的發展趨勢,二零八公司在大力研發低成本驅動芯片的同時,也在加大投入研發下一代低成本高精度陀螺儀(yi) ,在繼承和發揚老一輩科學家艱苦奮鬥、創新報國精神的基礎上,推動激光陀螺儀(yi) 等慣性器件在各型無人係統等領域的市場化進程,引領行業(ye) 打開千億(yi) 級藍海市場。
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