智芯助推智能電網(wǎng)芯片國產(chǎn)化進(jìn)程

作者/ 金旺 《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：電力行業(yè)是關(guān)乎民生的基礎行業(yè)，作為電力行業(yè)的重要組成，智能電表芯片的安全問(wèn)題尤為重要。智芯通過(guò)在產(chǎn)品創(chuàng )新和技術(shù)方面不斷突破，借助政策支撐、技術(shù)創(chuàng )新、標準制定、人才團隊等優(yōu)勢，推動(dòng)芯片國產(chǎn)化進(jìn)程。

電網(wǎng)行業(yè)的安全需求

　　電力行業(yè)是關(guān)乎民生的基礎行業(yè)，以往因信息安全問(wèn)題引發(fā)停電事故等情況時(shí)有發(fā)生，給社會(huì )生產(chǎn)和群眾生活造成嚴重的經(jīng)濟損失和不良影響。2009年，我國提出了建設堅強智能電網(wǎng)的戰略發(fā)展目標。隨著(zhù)智能電網(wǎng)建設的深入，為實(shí)現電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化，相關(guān)智能設備用量迅速增加，而芯片內帶有惡意病毒、后門(mén)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(wǎng)安全穩定運行形成嚴重威脅。智芯公司作為一家長(cháng)期專(zhuān)注于智能電表安全芯片開(kāi)發(fā)設計工作的企業(yè)，不斷克服困難，為保障國內電網(wǎng)行業(yè)的安全做出了積極的貢獻。

智能電表的市場(chǎng)需求

　　近年來(lái)，隨著(zhù)“工業(yè)4.0”、“能源互聯(lián)網(wǎng)”、“智能電網(wǎng)”、“大數據”等話(huà)題趨熱，現實(shí)生活中出現了很多與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的新興行業(yè)，很多傳統行業(yè)也依托互聯(lián)網(wǎng)煥發(fā)新生。智能電表作為能源互聯(lián)網(wǎng)基礎數據的重要來(lái)源之一，近幾年的使用量也大幅增長(cháng)。

　　對與居民生活息息相關(guān)，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(hù)的用電安全與信息安全。為滿(mǎn)足智能電網(wǎng)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(kāi)展智能電表安全芯片的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，以保證智能電網(wǎng)建設的穩步推進(jìn)。

　　作為一家擁有自主知識產(chǎn)權的智能電表安全芯片開(kāi)發(fā)設計公司，其設計的芯片無(wú)論是在安全性、功耗等性能方面，還是在出貨量上都已經(jīng)在國內處于領(lǐng)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(kāi)發(fā)適合國內智能電表需求標準的芯片，提供定制化服務(wù);另一方面，在現有技術(shù)基礎上積極開(kāi)展創(chuàng )新工作。

安全防護技術(shù)是重中之重

　　研發(fā)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(shù)的實(shí)現。為了滿(mǎn)足信息安全的要求，實(shí)現高安全防護技術(shù)，智芯采取了如下措施：

　　1.重視安全算法的自主研發(fā)。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(fā)成果;

　　2.自主研發(fā)基于三段式混沌真隨機數發(fā)生器，滿(mǎn)足混沌約束、實(shí)現電路功耗小和穩定性好，提高了隨機數輸出質(zhì)量和效率;

　　3.進(jìn)行自主知識產(chǎn)權國產(chǎn)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(jìn)行加解密;

　　5.具備較完備的環(huán)境檢測網(wǎng)絡(luò )和主動(dòng)屏蔽層對密碼芯片實(shí)時(shí)監測和保護。

　　研發(fā)過(guò)程中的另一個(gè)挑戰是安全和性能的兼顧，芯片要求同時(shí)達到高安全和低功耗。安全設計過(guò)程中，采用動(dòng)態(tài)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(guān)性，同時(shí)又最大可能地降低功耗，滿(mǎn)足設計要求。

發(fā)展規劃

　　智芯公司定位于以芯片技術(shù)為核心支撐的整體解決方案提供商，主導電力專(zhuān)用芯片設計，重點(diǎn)支撐智能電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用、調度等各個(gè)環(huán)節，穩步拓展環(huán)保排污、軌道交通、石油石化、汽車(chē)電子、鋼鐵冶金等工業(yè)領(lǐng)域應用需求;提供芯片檢測和分析服務(wù)，借助政策支撐、技術(shù)創(chuàng )新、標準制定、人才團隊等優(yōu)勢，推動(dòng)芯片國產(chǎn)化進(jìn)程。

　　智芯以“張海峰勞模創(chuàng )新工作室”團隊為核心，堅持以市場(chǎng)需求為導向，不斷加大科技創(chuàng )新力度，做好技術(shù)積累，致力于推進(jìn)研發(fā)成果轉化和芯片國產(chǎn)化進(jìn)程。開(kāi)展以下幾方面工作：

　　產(chǎn)品創(chuàng )新方面，以高安全等級、高性能和低功耗為目標，進(jìn)行安全芯片開(kāi)發(fā)，性能優(yōu)化等工作;大力發(fā)展寬帶載波芯片的同時(shí)，繼續完善在LTE和微功率無(wú)線(xiàn)等研究工作，實(shí)現多種通訊技術(shù)的完美互補;加快先進(jìn)工藝技術(shù)研究工作，早日將40nm產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

　　技術(shù)積累方面，開(kāi)展具有自主知識產(chǎn)權的安全CPU開(kāi)發(fā)、安全算法開(kāi)發(fā)、低功耗模擬電路開(kāi)發(fā)、先進(jìn)工藝技術(shù)研究等，擺脫關(guān)鍵IP依賴(lài)外部廠(chǎng)商的局面，將核心技術(shù)掌握在自己的手中，提高技術(shù)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(lǐng)先水平的技術(shù)優(yōu)勢，并不斷提高安全等級;開(kāi)展模擬電路技術(shù)和先進(jìn)工藝技術(shù)研究，降低芯片的功耗和面積，提升產(chǎn)品性能和價(jià)格競爭力。

參考文獻：

　　[1]杜振東,孫飛飛,王蕾.中壓配電網(wǎng)規劃評估分析系統設計電子產(chǎn)品世界,2015(8):53-56.

　　[2]李栩,郭軍煒.微型電網(wǎng)功率調節系統的四象限運行動(dòng)態(tài)特性研究.電子產(chǎn)品世界,2016(1):60-63.

　　[3]許晶,王于波,張彥杰,袁艷芳,等.一種JavaCard庫包后下載的方法[J].電子產(chǎn)品世界,2016(11):47-49.

　　[4]曾楠,周芝梅,趙東艷,等.基于Cortex-M3的北斗二代基帶芯片設計[J].電子產(chǎn)品世界,2016(11):59-61.

本文來(lái)源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第11期第14頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。