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原创 项目三部 思瀚研究院
1、项目概况
本项目总投资额 8,000.02 万元,项目拟通过完善现有研发环境,并配备先进研发及测试软硬件,进行商业航天低轨星用电源模块的研发。
项目的实施是公司在当前国内外商业航天蓬勃兴起的背景下,积极响应国家科技创新号召,立足国产化元器件现实条件,通过技术创新,推进低轨星用 DC-DC 电源产品的国产化进程,为实现低轨星用 DC-DC 电源产品全流程自主可控的目标打下技术基础的重要举措。
“商业航天低轨星用电源模块研发及筛选项目”旨在为国内蓬勃兴起的商业航天产业提供抗辐照、低成本的电源解决方案,该项目的实施有利于推进低轨星用 DC-DC 电源产品的国产化进程,为实现低轨星用 DC-DC 电源产品全流程自主可控的目标奠定技术基础。
商业航天低轨星用电源模块项目,战略性地布局极具潜力的商业航天市场,将高可靠性技术优势延伸至商业航天这一蓝海市场。研发项目将进一步丰富产品矩阵,覆盖更广泛的应用场景。
此外,“商业航天低轨星用电源模块项目”对产品在极端空间辐射、高低温交变等严苛工况下的长期稳定运行提出极高要求,公司将在材料选型、电路设计、热管理架构等方面进行系统性创新,进一步强化公司在高可靠电源领域的技术深度与广度。
一方面,公司将依托“商业航天低轨星用电源模块项目”的技术研发和在军工领域积累的高可靠性技术优势,创造性地将向商业航天前沿新兴领域拓展,针对低轨卫星星座对电源模块批量化、低成本、长寿命的核心需求,开发专用化、系列化的星载电源产品。
另一方面,通过“研发中心建设项目”,公司将融合SiP 封装等芯片领域技术融入模块电源产品,进一步向芯片级电源演进。产品形态的持续升级体现了以客户需求为导向的创造性设计思维。在此基础上,公司还将依托智能工厂、新建生产基地与先进研发能力,为客户提供“定制开发+批量制造+全周期测试验证”的一体化服务,拓展产品应用领域,重构产品价值链条。
2、投资概算情况
本项目总投资估算为 8,000.02 万元, 场地装修费用 1,200.00 万元,设备购置费用 3,003.62 万元, 研发人员薪酬 2,396.40万元,材料费 800.00 万元, 测试费用 300.00万元,试验费 300.00万元。
3、项目选址情况
本项目实施地点位于陕西省西安市航天东路/航飞路西北角地块。项目用地性质为工业用地,现有土地进行建设,不涉及新征用地,公司已取得不动产权证书。
4、项目环保情况
本项目产生的污染物较少,在项目的实施过程中,公司将严格执行《中华人民共和国环境保护法》及其他环保法律法规的有关规定。
根据生态环境部《建设项目环境影响评价分类管理名录(2021 年版)》以及《<建设项目环境影响评价分类管理名录>上海市实施细则规定(2021 年版)》(沪环规202111 号),本项目属于第四十五类之“研究和试验发展”。根据该项目的可行性研究报告,该项目不属于“P3、P4 生物安全实验室”、“转基因实验室”,且不涉及生物、化学反应,因此无需组织编制环境影响报告书、环境影响报告表或填报环境影响登记表。
5、项目实施进度安排与实施进展情况
项目实施周期为三年,包括场地装修 、设备购置及安装、人员招聘与培训、项目设计与研发。
6、投资项目与公司现有主营业务、核心技术之间的关系
商业航天低轨星用电源模块研发及筛选项目围绕自研的“抗辐照高可靠电源技术”等多项核心技术或储备技术,公司正在研制具有既能满足低轨商业卫星星载设备电源模块抗辐照功率变换的功能要求,又能满足国内商业航天成本要求的电源模块,公司旨在通过创新电源方案、创新功能电路、创新元器件应用方法,基于功能及性能与进口元器件仍有差异的国产元器件,综合设计出功能完备、性能优良的高水平低轨星用抗辐照 DC-DC 模块电源产品。
7、公司部分主要产品及用途电源模块
电源模块又称模块电源,可贴装在印制电路板上作为供电单元直接给负载供电,亦可用来搭建电源系统为设备供电。电源模块代表了从离散化元件设计向系统级集成转变的高级阶段。通过将主控芯片、电容、电阻、磁性元件等高度集成在一个标准化的电路板内,实现了电能的高效转换、电压调节与电气隔离,具有小、薄、轻的特点,从用户角度一般将其归为电子器件类产品。
在我国电源模块领域,市场曾长期被 Vicor、SynQor 等国际厂商占据。面对军工装备对“自主可控”的迫切需求,军陶科技自 2012 年起全面启动对标 Vicor、SynQor 等进口品牌的高可靠电源模块的研发工作。公司相继推出多个系列可直接“pin-to-pin”原位替代进口产品的电源模块,产品在转换效率、瞬态响应、纹波噪声等关键指标优于进口型号,针对已定型的武器装备,可在不改动电路设计、PCB 板布局、焊盘、布线等前提下,直接替换进口电源模块。
凭借产品质量和研发技术优势,公司逐步从原位替代转向基于军工客户需求定义的正向设计,自主完成架构设计、芯片选型、拓扑创新,广泛参与重点型号装备的电源模块的研制和配套,并独立承担军委装备发展部、上海市国防科工办的重要科研项目,逐渐成为国内军用电源模块领域的核心供应商。2018 年以来,国际贸易摩擦加剧,部分重要的进口电子元器件频繁面临断供风险,我国武器装备进一步向上游元器件全国产化替代的方向推进。
公司从 2019 年开始研发“100%穿透元器件”全国产化电源模块。目前,发行人已搭建完成各系列产品的全国产化技术平台,已开发超过 100 个系列 2,000 余款全国产化电源模块产品,并已实现相关全国产化型号产品的投产及大批量销售。2025 年度,公司全国产化电源模块收入占电源模块总收入的比例约 60%,新研项目均已基本实现全国产化方案。公司电源模块具备高功率密度、高效率、宽电压输入范围、高可靠性等特点,标准化产品谱系齐全,亦可根据客户特殊应用需求进行定制化调整。
目前公司已开发出超过 200 个系列 5,000 余款电源模块产品,广泛应用于弹载、机载、舰载、车载、雷达、地面设备等各式武器装备平台的电子系统。除国防军工领域外,公司还积极布局工业控制、轨道交通及商业航天等高可靠民用领域,不断拓展模块电源的下游市场。
(1)DC-DC 电源模块
DC-DC 电源模块可实现直流-直流电能的转换,可将直流电转换成特定规格的直流电,供负载使用或在电路中进行进一步转换。公司的 DC-DC 电源模块主要分为以下几类:
标准砖型电源模块(全砖、半砖、1/4 砖、1/8 砖、1/16 砖、1/32砖系列)标准砖型电源模块具备统一规范的尺寸体积、引脚定义等机械参数,按照输入电压范围、输出电压、输出功率等电气参数形成标准系列化产品,可作为货架产品方便客户进行选型。公司的标准化产品谱系齐全,亦可根据客户特殊应用需求进行定制化调整,是目前最主要电源产品。
非标准砖型电源模块(4/3 全砖、5/3全砖、大全砖系列)非标准砖型电源模块产品,满足大功率应用场景,功率范围可达 4~10kW,内置隔离 CAN 用户接口或串口通讯功能引脚,可对模块的工作状态进行监测、配置及控制,并支持固件升级功能,从而灵活地满足用户的个性化需求。
微尺寸电源模块(微功率系列)与标准砖型电源模块相比,微尺寸隔离电源模块可用于小功率应用场景,产品体积更小,纹波性能更优。
(2)AC-DC 电源模块
AC-DC 电源模块可实现交流-直流电能的转换,可将市电或发电机产生的交流电转换为直流电,供负载直接使用或形成中间电压进行进一步转换。公司的AC-DC 电源模块主要分为以下几类:
标准砖型电源模块(单相全砖、半砖系列)将输入的交流电转换为电子设备可直接使用的稳定直流电,输入与输出完全电气隔离,标准砖型电源模块具备统一规范的尺寸体积和机械参数,按照输出电压、输出功率等电气参数形成系列化产品,可作为货架产品方便客户进行选型。
非标准砖型电源模块(非标准砖系列)将输入的交流电转换为电子设备可直接使用的稳定直流电,输入与输出完全电气隔离,根据客户特殊应用需求进行定制化调整,方便客户进行选型。
PFC 功率因数校正模块(单相全砖、半砖、1/4 砖、三相系列)属于 AC-DC 电源的一种类型,通常与 DC-DC 电源模块串联组成 AC-DC 电源系统,采用电力电子技术和控制方法调整输入电流波形,使其成为与输入电压波形同相位的正弦波,减小谐波电流产生的电磁干扰。
(3)专用定制化模块
①全国产商业航天电源模块
低轨卫星通讯是我国抢占太空战略资源制高点、构建空天地一体化网络、培育万亿级商业航天产业的关键基础设施。面对有限轨道和频谱的“先占先得”国际规则与国外星链等星座项目的加速部署,发展自主可控的低轨星座已成为保障国家发展主权、争夺未来制天权不容退让的战略必选项。
在低轨卫星中,电源在卫星的飞行控制、导航、通信、监视等系统中起到关键作用,其可靠性也直接影响卫星的生存周期。在低轨卫星高密度部署、批量化制造、低成本约束的特点下,电源模块面临“军用级可靠性”与“商业化成本”的矛盾——需在强辐射、无对流散热、大交变温差的太空环境中稳定运行3-7年,同时满足万颗级星座的产能与成本控制要求。当前国内低轨卫星电源模块技术路线面临供应链安全与经济性约束的两难抉择。
一方面,采用进口电源或进口元器件自主研制的方案,虽可短期满足功能指标,但存在技术状态不可控、故障机理无法彻底归零等隐患,同时面临严峻的供应链断供风险;另一方面,采用国产中高轨级抗辐照器件自主研制的方案,虽能保障供应链安全可靠,但由于低轨卫星3-7 年设计寿命与中高轨 15 年以上长寿命的技术要求存在显著差异,易造成器件性能冗余过高、可靠性指标与成本控制严重错配,产品价格接近高轨卫星电源水平,难以满足低轨卫星批量化、低成本的市场需求。
针对国内低轨商业卫星电源领域国产高等级抗辐照器件存在的“成本过高”与“性能过剩”双重矛盾,公司创新性提出基于全国产常规芯片的电源系统解决方案。通过突破新型抗辐照等多项核心关键技术,公司在满足低轨卫星适度抗辐照与高可靠性要求的前提下,相比传统厚膜工艺方案大幅降低成本、变换效率提升至 90%以上、功率密度提高一倍,成功构建具备国际先进水平的“全国产、低成本、高性能”低轨星载电源技术体系,有效破解商业航天国产高等级电源成本困局。
②激光恒流源模块
激光武器作为颠覆传统攻防格局的新质作战力量,已成为大国争夺未来战场制胜权、构建多层次防御体系、牵引高端军工科技发展的关键战略方向。面对现代战争“发现即摧毁”的作战形态,以及无人机、蜂群弹药等非对称威胁的快速扩散,发展高能定向能武器,已成为提升区域拒止能力、扭转成本交换比劣势、保障国防安全的必选战略。
伴随高能激光武器成为反无人机、反导及反卫星作战的核心装备,激光恒流源电源模块作为激光武器的驱动器,需在高功率密度、高效率、低噪声的严苛条件下实现高精度恒流驱动,直接决定激光武器的实战效能与平台续航能力。
公司依托标准砖 DC-DC 电源产品全国产化器件选型、高功率密度、小型化等优势,通过 DC-DC 高效电源变换、数字控制升降转换、智能监控、高可靠保护、一体化结构、数字恒流控制等多项核心关键技术突破,搭建隔离/非隔离激光恒流源电源模块国产化设计平台,突破小型化、轻量化技术瓶颈,实现驱动器模块标准化列装,有力支撑战术激光武器实战化应用。
(4)辅助电路模块
辅助电路模块与 AC-DC 或 DC-DC 电源模块搭配使用,在电路中实现滤波、抑制浪涌电流或均流等功能。
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