智芯助推智能電網芯片國產化進程

作者/ 金旺 《電子產品世界》編輯

摘要：電力行業是關乎民生的基礎行業，作為電力行業的重要組成，智能電表芯片的安全問題尤為重要。智芯通過在產品創新和技術方面不斷突破，借助政策支撐、技術創新、標準制定、人才團隊等優勢，推動芯片國產化進程。

電網行業的安全需求

　　電力行業是關乎民生的基礎行業，以往因信息安全問題引發停電事故等情況時有發生，給社會生產和群眾生活造成嚴重的經濟損失和不良影響。2009年，我國提出了建設堅強智能電網的戰略發展目標。隨著智能電網建設的深入，為實現電網信息化、自動化和互動化，相關智能設備用量迅速增加，而芯片內帶有惡意病毒、后門程序導致信息外泄和設備故障的情況也隨之日益凸顯，這將對電網安全穩定運行形成嚴重威脅。智芯公司作為一家長期專注于智能電表安全芯片開發設計工作的企業，不斷克服困難，為保障國內電網行業的安全做出了積極的貢獻。

智能電表的市場需求

　　近年來，隨著“工業4.0”、“能源互聯網”、“智能電網”、“大數據”等話題趨熱，現實生活中出現了很多與互聯網相關的新興行業，很多傳統行業也依托互聯網煥發新生。智能電表作為能源互聯網基礎數據的重要來源之一，近幾年的使用量也大幅增長。

　　對與居民生活息息相關，完成電能計量、費控管理等重要功能的智能電表，其安全性將直接影響廣大用戶的用電安全與信息安全。為滿足智能電網新需求，特別是智能電表和用電信息采集系統對信息安全的需要，必須開展智能電表安全芯片的研發和產業化，以保證智能電網建設的穩步推進。

　　作為一家擁有自主知識產權的智能電表安全芯片開發設計公司，其設計的芯片無論是在安全性、功耗等性能方面，還是在出貨量上都已經在國內處于領先水平。在與國外的競爭對手對比中，智芯一方面貼近國情，開發適合國內智能電表需求標準的芯片，提供定制化服務;另一方面，在現有技術基礎上積極開展創新工作。

安全防護技術是重中之重

　　研發工作中困難重重，智芯認為智能電表安全芯片最重要的就是安全防護技術的實現。為了滿足信息安全的要求，實現高安全防護技術，智芯采取了如下措施：

　　1.重視安全算法的自主研發。RSA、DES/TDES、SM1、SM2 、SM3、SM4、SM7和SM9等核心算法全部是智芯的自主研發成果;

　　2.自主研發基于三段式混沌真隨機數發生器，滿足混沌約束、實現電路功耗小和穩定性好，提高了隨機數輸出質量和效率;

　　3.進行自主知識產權國產CPU研究，將安全芯片中的算法及隨機數等敏感運算單元內置入CPU，最大可能地平衡算法的安全性與性能，在此架構上，還添加了很多抗攻擊的安全特性;

　　4.存儲數據使用自主設計的輕量級私有算法進行加解密;

　　5.具備較完備的環境檢測網絡和主動屏蔽層對密碼芯片實時監測和保護。

　　研發過程中的另一個挑戰是安全和性能的兼顧，芯片要求同時達到高安全和低功耗。安全設計過程中，采用動態隨機功耗取代傳統的防側信道的方法，一方面降低數據和功耗信息相關性，同時又最大可能地降低功耗，滿足設計要求。

發展規劃

　　智芯公司定位于以芯片技術為核心支撐的整體解決方案提供商，主導電力專用芯片設計，重點支撐智能電網發、輸、變、配、用、調度等各個環節，穩步拓展環保排污、軌道交通、石油石化、汽車電子、鋼鐵冶金等工業領域應用需求;提供芯片檢測和分析服務，借助政策支撐、技術創新、標準制定、人才團隊等優勢，推動芯片國產化進程。

　　智芯以“張海峰勞模創新工作室”團隊為核心，堅持以市場需求為導向，不斷加大科技創新力度，做好技術積累，致力于推進研發成果轉化和芯片國產化進程。開展以下幾方面工作：

　　產品創新方面，以高安全等級、高性能和低功耗為目標，進行安全芯片開發，性能優化等工作;大力發展寬帶載波芯片的同時，繼續完善在LTE和微功率無線等研究工作，實現多種通訊技術的完美互補;加快先進工藝技術研究工作，早日將40nm產品推向市場。

　　技術積累方面，開展具有自主知識產權的安全CPU開發、安全算法開發、低功耗模擬電路開發、先進工藝技術研究等，擺脫關鍵IP依賴外部廠商的局面，將核心技術掌握在自己的手中，提高技術保密等級;繼續保持在安全算法，特別是國密算法方面處于世界領先水平的技術優勢，并不斷提高安全等級;開展模擬電路技術和先進工藝技術研究，降低芯片的功耗和面積，提升產品性能和價格競爭力。

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本文來源于中國科技期刊《電子產品世界》2016年第11期第14頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。