智芯助推智能电网芯片国产化进程

作者/ 金旺 《电子产品世界》编辑

摘要：电力行业是关乎民生的基础行业，作为电力行业的重要组成，智能电表芯片的安全问题尤为重要。智芯通过在产品创新和技术方面不断突破，借助政策支撑、技术创新、标准制定、人才团队等优势，推动芯片国产化进程。

电网行业的安全需求

　　电力行业是关乎民生的基础行业，以往因信息安全问题引发停电事故等情况时有发生，给社会生产和群众生活造成严重的经济损失和不良影响。2009年，我国提出了建设坚强智能电网的战略发展目标。随着智能电网建设的深入，为实现电网信息化、自动化和互动化，相关智能设备用量迅速增加，而芯片内带有恶意病毒、后门程序导致信息外泄和设备故障的情况也随之日益凸显，这将对电网安全稳定运行形成严重威胁。智芯公司作为一家长期专注于智能电表安全芯片开发设计工作的企业，不断克服困难，为保障国内电网行业的安全做出了积极的贡献。

智能电表的市场需求

　　近年来，随着“工业4.0”、“能源互联网”、“智能电网”、“大数据”等话题趋热，现实生活中出现了很多与互联网相关的新兴行业，很多传统行业也依托互联网焕发新生。智能电表作为能源互联网基础数据的重要来源之一，近几年的使用量也大幅增长。

　　对与居民生活息息相关，完成电能计量、费控管理等重要功能的智能电表，其安全性将直接影响广大用户的用电安全与信息安全。为满足智能电网新需求，特别是智能电表和用电信息采集系统对信息安全的需要，必须开展智能电表安全芯片的研发和产业化，以保证智能电网建设的稳步推进。

　　作为一家拥有自主知识产权的智能电表安全芯片开发设计公司，其设计的芯片无论是在安全性、功耗等性能方面，还是在出货量上都已经在国内处于领先水平。在与国外的竞争对手对比中，智芯一方面贴近国情，开发适合国内智能电表需求标准的芯片，提供定制化服务;另一方面，在现有技术基础上积极开展创新工作。

安全防护技术是重中之重

　　研发工作中困难重重，智芯认为智能电表安全芯片最重要的就是安全防护技术的实现。为了满足信息安全的要求，实现高安全防护技术，智芯采取了如下措施：

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

　　2.自主研发基于三段式混沌真随机数发生器，满足混沌约束、实现电路功耗小和稳定性好，提高了随机数输出质量和效率;

　　3.进行自主知识产权国产CPU研究，将安全芯片中的算法及随机数等敏感运算单元内置入CPU，最大可能地平衡算法的安全性与性能，在此架构上，还添加了很多抗攻击的安全特性;

　　4.存储数据使用自主设计的轻量级私有算法进行加解密;

　　5.具备较完备的环境检测网络和主动屏蔽层对密码芯片实时监测和保护。

　　研发过程中的另一个挑战是安全和性能的兼顾，芯片要求同时达到高安全和低功耗。安全设计过程中，采用动态随机功耗取代传统的防侧信道的方法，一方面降低数据和功耗信息相关性，同时又最大可能地降低功耗，满足设计要求。

发展规划

　　智芯公司定位于以芯片技术为核心支撑的整体解决方案提供商，主导电力专用芯片设计，重点支撑智能电网发、输、变、配、用、调度等各个环节，稳步拓展环保排污、轨道交通、石油石化、汽车电子、钢铁冶金等工业领域应用需求;提供芯片检测和分析服务，借助政策支撑、技术创新、标准制定、人才团队等优势，推动芯片国产化进程。

　　智芯以“张海峰劳模创新工作室”团队为核心，坚持以市场需求为导向，不断加大科技创新力度，做好技术积累，致力于推进研发成果转化和芯片国产化进程。开展以下几方面工作：

　　产品创新方面，以高安全等级、高性能和低功耗为目标，进行安全芯片开发，性能优化等工作;大力发展宽带载波芯片的同时，继续完善在LTE和微功率无线等研究工作，实现多种通讯技术的完美互补;加快先进工艺技术研究工作，早日将40nm产品推向市场。

　　技术积累方面，开展具有自主知识产权的安全CPU开发、安全算法开发、低功耗模拟电路开发、先进工艺技术研究等，摆脱关键IP依赖外部厂商的局面，将核心技术掌握在自己的手中，提高技术保密等级;继续保持在安全算法，特别是国密算法方面处于世界领先水平的技术优势，并不断提高安全等级;开展模拟电路技术和先进工艺技术研究，降低芯片的功耗和面积，提升产品性能和价格竞争力。

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本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第11期第14页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。