被美国严禁出口的国防领域核心芯片，这家民企花费8年研发成功

红外探测是指先探测目标红外热辐射，然后将探测结果转换成肉眼可视图像的技术。

红外探测器是红外设备中实现光电转换的关键器件，它能够在全黑环境或恶劣气候条件下提供稳定可靠的观测 ，目前已广泛用于红外制导导d、战机红外探测告警、反导反卫、光电对抗、侦察、夜视夜战等军事领域以及高铁运行监测、 汽车 自动驾驶、安防、消防、物联网、工业、气象、医学等民用领域。

红外探测器中最为核心的就是红外芯片了，其探测敏感度越高、能够反映的温差越细微，探测就会越精准。所以它也被分为两大类，第一类是用于民用和q械瞄准的非制冷型，第二类是用于战机、导d等高端军事领域的制冷型。

可以说，红外探测器是关系我国国计民生及尖端 科技 发展的重要核心器件 ，一些武器装备只要配上红外技术后，就能精确地在夜间环境下捕捉到地面十几公里、空中上百公里的目标，但该市场长期被美国、法国等少数军工企业垄断。

2008年以前，以美国为首的西方发达国家在高端芯片领域对中国实行严苛的出口审批制度。特别是在红外芯片领域，西方国家更是将其产品及研制技术列为高度敏感的高 科技 领域。美国严格禁止对我国出口。

不仅如此，美国还对拥有红外芯片核心技术产品的西方发达国家施加压力，限制其对华出口。

而那个时候，国内红外产品的芯片，全部都要依赖进口，当时唯有与中国关系较好的法国，每年向中国出口少量的工业级低端红外芯片，且明确限制不允许用于军事领域。

为了防止中国将红外芯片运用到军事领域，30万像素以上的芯片基本封锁，正常芯片的帧频是25HZ以上，而出口到中国的红外芯片全部锁频到87HZ。

低像素让你无法精确捕捉物体，锁频让你不能连续动态观察，不要说追踪导d了，追个耗子都追不上。

被西方狠狠掐住脖子，这让许多的红外企业心有不甘，纷纷开始研制红外芯片。除了国企中国电科11所之外，民企之中最为突出的就是高德红外。

高德红外的董事长黄立是一位传奇人物，他出身于书香世家，他的父亲是华中 科技 大学教授，他也毕业于华中 科技 大学。我发现，中国的高新技术企业董事长很多都毕业于华中 科技 大学，华为的轮值董事长郭平、海康威视的董事长都是毕业于华中 科技 大学。

87年，黄立被分配到电力系统科研所工作，可是在1999元，他却怀揣30万，毅然下海经商，成立了高德电气，黄立自己有技术，他是公司红外热像仪专有技术的主要研发者,这让他可以敏锐把握红外市场技术发展。

2003年，非典爆发，红外测温设备一夜之间成为最重要的装备之一，黄立把握住机会，成为首都机场唯一的红外测温设备供应商。后来，高德红外研发的智能型红外自动搜索测温系统，具有对大范围人群的自动搜索与预警功能，当时我国大部分机场、码头、火车站等重点区域都配备了这一系统，这为政府建立疫情检测网络起到了重要作用，成功狙击了疫情。

当年，高德公司的产品在国内实现了95%的市场占有率，至今仍然主导着这个检验检疫测温的市场。

身为红外领域龙头的高德红外，却一直受到红外芯片的限制，没有办法大展身手，当时国内配额最多的高德红外，平均每年也只有千余个左右。

而且公司红外探测器全部依赖欧洲进口，一台红外热像设备，进口探测器要占整机成本70%。再加上刚才说的西方对军民两用器件出口审批极严，经常实施封锁，导致我国红外热像产品一直难以大规模应用。

而后来美国更是借口高德红外使用法国红外芯片制造的红外热成像设备销售到某被美制裁国家，法国政府迫于美国压力，立即对高德红外实施了严厉的制裁和产品技术封锁，直接导致高德红外无芯可用。

从那时起，黄立深刻意识到“要想不被‘卡脖子’，核心技术必须掌握在国人自己手中”，中国只有掌握了红外核心器件的研制技术，才能彻底打破西方封锁，保障我国军事国防安全。

2009年开始， 黄立率科研团队开始自主研发探测器。

探测器涉及几十个专业，专业跨度很大。从材料提纯到封装工艺，每个环节都要一一打通，研发过程十分艰辛。为此，早在研发初期，高德红外就制定了长期规划，用10年甚至更长时间搭建从以红外焦平面探测器为基础的核心器件到以红外热像为核心的综合光电系统。

高德红外由此走上了漫长自主研制国产红外芯片、自主建设生产线的道路。

缺少专业人才，公司花大力气引进高端人才，组建了一支近200人的国内一流的红外探测器研发及生产团队；没有专业设备，公司千方百计借助多种途径购买并自行改装先进的芯片制造设备。

高德红外结合前期进口的法国红外探测器芯片资料，针对探测器封装、混合信号集成 电路 、新型MEMS 传感器 3大领域分别组建团队，分解指标任务。

红外芯片研发难度之高，超乎所有人想象，在最开始起步的原料上高德红外就遭遇了困难。

氧化钒是制造红外芯片最基本的原料，它的配比直接影响芯片性能，甚至温度、气压等变量也会对其造成巨大困扰。高德红外只能通过一次次制造、一次次试验去摸索。两年时间、1000多次试验，才最终搞定。

花费了整整8年的时间，2017年，高德红外突破了数百项技术难题和数千项工艺难关，终于搭建起三条国内领先、国际先进且完全“自主可控”的红外探测器（兼具制冷与非制冷）批产线，一举打破了国外的封锁与禁运，有效确保了我国红外探测器的自主可控及军事装备安全。

高德红外成为了集研发、设计、制造于一体的红外芯片企业，我国首条非制冷红外焦平面探测器生产线在高德红外投产，可年产上百万支探测器，军民两用。另一条更为先进的制冷红外焦平面探测器生产线，可年产四五千支探测器，主要用于高端武器装备。

经权威测试，高德红外智能探测器的灵敏度，综合参数比法国同类产品高出30%至50%，图像均匀，探测距离和识别距离更远。在夜间完全无光源的情况下，形同“超级猫眼”的探测器可清晰夜视几十公里，跟踪空中飞机目标距离可达300至400公里。

高德红外2018年发布的12801024制冷探测器是第一款12微米超小像元、超大规模面阵的探测器，这是国内首款研制成功的像元间距12μm的大面阵制冷探测器，能在探测器距离不变的情况下大幅减小光学及整机系统体积和成本，代表着中国“红外芯”正式进入“百万像素”时代。标志着机载广电吊舱、侦查搜索卫星、精确制导等夜视夜战武器系统进入全高清时代。成功打破了欧美在红外成像系统中高端核心芯片的技术垄断、实现了进口替代。

目前，高德红外通过对集成电路设计、芯片制造、原材料制备工艺等全方位技术的掌握，高德红外建成完全自主可控的我国最先进、批产规模最大的非制冷型、制冷型碲镉汞和制冷型Ⅱ类超晶格三条8英寸红外探测器研制生产线，生产的红外探测器产品达到国际先进水平，填补了国内该领域空白。

不仅使得我国夜视夜战装备和精确打击武器系统不再受制于人，保障了国家安全，而且大批量、低成本的红外芯片也正被广泛应用于民用红外市场，取得了显著的经济与 社会 效益。

此前由于红外热成像仪成本高昂，中低端轿车很难配备。如今高德红外拥有了自主研发的红外探测器技术， 汽车 红外探测器价格有望从原来的几万元降至2000元。届时，大部分车型都能用得起这一技术，仅此一项应用就有望催生百亿元级市场。

目前。高德红外是中国唯一一个全部掌握制冷与非制冷两大类型、非晶硅和氧化钒两种材料、碲镉汞探测器与Ⅱ类超晶格探测器以及12微米以下的红外公司。

当然，高德红外在一些芯片基础领域仍然与美国有差距， 芯片基础的电子级高纯硅片、光刻机等还得依赖国外，也希望我们中国的高新技术企业可以再创佳绩，在红外芯片全方位超越美国。

其他信息：

国防科技大学设有学科点涵盖哲学、经济学、法学、文学、理学、工学、军事学、管理学8个学科门类。 国防科技大学专业 外交学 国际事务与国际关系 阿拉伯语 数学与应用数学 物理学 大气科学 应用气象学 海洋技术 军事海洋学 空间科学与技术 地球信息科学与技术 应用统计学 机械工程 测控技术与仪器 材料科学与工程 电子信息工程 电子科学与技术 通信工程 微电子科学与工程 光电信息科学与工程 信息工程 集成电路设计与集成系统 计算机科学与技术 软件工程 网络工程 信息安全 物联网工程 网络空间安全 导航工程 飞行器设计与工程 武器系统与工程 信息对抗技术 核工程与核技术 侦察情报 运筹与任务规划 目标工程 网电指挥与工程 无人系统工程 大数据工程 指挥信息系统工程 雷达工程 导d工程 无人装备工程 仿真工程 国防科技大学王牌专业 国防科技大学在第四轮学科评估中，有4个专业被评为A+,与其它院校并列全国第一，分别是系统科学，计算机科学技术，软件工程，管理科学与工程。这些王牌专业都是国内顶级水平。 国防科技大学从2019年高考开始，已经开启了招收“无军籍”学生的时代，也就是说，选择国防科技大学，既可以选择有军籍，毕业后服从工作安排；也可以选择无军籍，跟上普通大学一样，毕业后自主择业。

摘　要：MANET因具有自组性、机动性及抗毁性而受到人们的高度关注。在阐述MANET的起源与发展及其工作原理的基础上，较全面详细地分析了MANET的关键技术；介绍了MANET在法军、美军通信中的应用。
关键词：MANET　关键技术　军事通信
中图分类号：TN911文献标识码：A　文章编号：1007-3973（2012）007-089-03
1 引言
MANET（Mobile Ad-hoc Network，MANET）起源于1971年美国夏威夷大学设计实现的第一个分组无线网络——ALOHA系统，在军事通信中具有广阔的应用前景。美国DARPA（Defense Advanced Research Project Agency）在1972年、1993年和1994年分别启动于分组无线网（PRNET,Packet Radio NETwork）、高残存性自适应网络SURAN和全球移动信息系统GloMo三个项目，取得丰硕的理论和应用成果，并一直持续深入研究PRNET技术。1991年成立的IEEE80211标准委员会使用术语“Ad Hoc网络”来描述这种特殊的自组织对等式多跳无线移动通信网络。1997年成立IETF MANET工作组，致力于MANET协议的标准化，加速推动了商用MANET的研发。
以局域网技术、数据分组交换技术为基础，MANET由一组带有无线收发装置的移动分组无线单元(Packet Radio Unit，PRU)组成，是一种多跳临时性移动通信网络。PRU由无线电台、天线和数字控制器组成。在MANET网络中传送的信息以分组为基本单元，每个分组包括包头和正文两部分。包头通常包括该分组在分组无线网中的源地址、目的地址和相关路由信息；正文部分则是需要传送的消息，正文部分可包含IP数据或其他数据。MANET不设中心站、采用分布式网络结构，每个节点均可作为源节点、目的节点或中继节点，且利用分组包头中的控制信息分包为每个分组选择传输合适的路由。
和依赖于固定基础设施的通信网络相比，MANET具有自身的特点和优点，近年来受到人们的广泛关注。
2 MANET的关键技术
不依赖于固定的基础设施、节点可能随时进入/离开网络、整个网络采用分布式结构运行，MANET有很多技术难点，其关键技术主要有：MAC协议、QoS保障、路由协议、功率控制、安全问题、网络互联和网络资源管理等。
21 MANET的MAC协议
链路层解决的主要问题包括介质接入控制以及数据的传送、同步、纠错和流量控制等，分为媒介访问控制层（MAC）和逻辑链路控制层（LLC）。MAC协议决定节点什么时候允许发送其分组，且通常控制对物理层的所有访问。
在MANET中存在隐藏终端和暴露终端问题，要在MAC层解决这两个固有问题，因而不能直接应用载波侦听多址访问（CSMA）协议（WLAN中使用最多的异步随机访问协议）。MANET的MAC协议有竞争协议、分配协议和混合协议三类。竞争协议使用直接竞争来决定信道访问权并通过随机重传来解决碰撞问题，在传输载荷轻的时候碰撞次数少、信道利用率高、分组传输时延小；但在传输载荷增大时，协议性能下降很快甚至致使网络崩溃。改进的竞争协议代表有：多址访问与碰撞回避（MACA）协议、信道获取多址访问（FAMA）协议、IEEE80211 MAC等。分配协议使用同步通信模式，时隙与节点的映射决定一个节点在其特定时隙内允许访问的信道。分配协议往往在中等到繁重传输载荷条件下运行良好，但信道时隙化导致在轻传输载荷条件下的时延相对于竞争协议是非常大的。分配协议有：五步预留协议（FPRP）、跳频预留多址访问协议（HRMA）等。混合协议能够保持所组合的各个协议的优点又能避免其缺陷，在传输载荷轻的时候表现为竞争协议的性能，而在传输载荷重的时候近似表现为分配协议的性能。典型的混合协议有：TDMA/CSMA混合协议、Meta-协议等。
22 路由协议
MANET设计中的一个关键问题是开发能够在两个节点之间提供高质量高效率通信的路由协议。Internet路由协议不能适应MANET网络节点的移动性和网络拓扑结构不断变化，专门的适用于MANET的路由协议应能够满足功能：能感知网络拓扑的变化、维护网络拓扑的连接、高度自适应的路由。IETF MANET已经完成的标准化路由协议主要有：主动式路由协议有最优化链路状态路由协议（OLSR）和基于反向路径转发的拓扑分发协议（TBRPF）；按需路由协议有按需距离矢量路由协议（AODV）和基于节点间相互关系的路由协议（ABR）；综合主动式路由思想和按需路由思想的路由协议称为混合型路由协议，有域路由协议（ZRP）和抢先式路由协议等。
分组无线网应用环境复杂多样，不同的应用环境追求不同的性能，这导致很难寻找MANET的最优路由协议。如：在军事应用中更关注系统的抗毁性、隐蔽性和保密性；而在无线会议系统中则更注重端到端的时延和吞吐量。不同类型的路由协议具有自身的优缺点，适应于不同的网络环境。不可能用一种路由算法作为标准的路由协议去比较好地解决所有MANET路由问题，路由算法的最优化石针对具体网络环境的工程化问题。混合型路由协议因其固有的灵活性，而具有很好的应用前景。
MANET的用户通常是具有协同工作关系的群体，而群组通信必须由多播路由协议提供通信支持。但有线网络环境中使用的多播路由协议(如：多播开放最短路径优先协议MOSPF等)在移动分组无线网中不再适用，因为动态的网络拓扑结构会导致分发树的破坏，而不得不因连接变化而调整。原达等提出了适用于移动分组无线网的多播路由协议。在移动分组无线网环境中，多播路由协议起着非常重要的作用。在协议中采用按需路由发现策略，动态建立路由信息及维持多播组成员关系。控制开销小、实现简单，能够适应较低带宽的大规模动态网络环境，具有稳定的分组转发成功率和良好的伸缩性，获得了较好的多播数据传输质量。

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