南方电网伏羲芯片「中国国家电网有多牛」

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在深圳南山科技园北区，有24台特殊的充电桩为往来于此的电动车充电蓄能。由于采用了南方电网公司自主研发的“南网伏羲”芯片及嵌入式操作系统，它们相较于其他充电桩，电路板主控芯片面积减少一半以上、整机功耗降低至少10%。

南方电网李鹏曾说：“部分进口关键芯片在国内市场占有率近90%，若被禁运，将会对国内继电保护领域产生重大影响。”

电力设备核心元器件所用的芯片控制着电力工业的大脑，其覆盖的范围高达上千万重要装置，但是其核心的芯片有相当一部分来自进口，受制于人，而且甚至可能对我国工业系统的供应链安全造成重大威胁。

据了解，南网得益于芯片技术的支撑，团队研发成果芯片化保护装置也已在多个行业中实现规模化应用，并出口至10余个国家，创造经济效益11.5亿元。此成果标志着我国电网核心装备迈向完全自主可控，推动了继电保护技术的跨越式发展。“电力芯片保护关键技术攻关及核心器件国产化”项目也获得2020年度广东省科技进步奖一等奖。

电网是实时控制的系统，其发电、输电、用电都是再瞬间完成的，无法储存或临时转移。由于其数据量巨大，当电网发生故障或者扰动时，就可能面临‘数据崩溃’。而能否在有效的时间内完成相关问题的解决就要靠工业控制系统中的芯片了，以其庞大的数据处理能力来处理数据崩溃。

为了解决这个问题，李鹏团队历经8年，研发出我国首款基于国产指令集、内核、自主硬件IP的全面国产电力专用主控芯片——‘伏羲’芯片。

“伏羲”芯片采用异构系统架构，在同一块芯片上既要完成微秒级的实时信号处理，又要完成毫秒级的管理信号处理，难度非常高。

另一个难题来源于数据涌入时的快速反应和处理，通常这个环节都使用外挂电路的方式来实现，但“伏羲”的“独门绝技”是“把外挂电路通过纳米级的芯片内部电路加以实现，并且固化成IP核，便于广泛推广。

这项技术的创新性很强，成效十分显著。芯片化装置的体积比传统装置减少了40倍，功耗降低了6倍，动作速度提升了20%。

南方电网公司依托国家重点研发计划，基于国产自主CPU内核和境内代工封测技术，集中科研力量重点攻关，自2019年起先后在电网控制保护、自动化、新能源等多个电网关键场景对“伏羲”进行验证及应用，表现良好。“伏羲”的成功研发及量产，对于国家电力能源和信息安全、工控领域科技自主可控具有重大意义。

“伏羲”系列新品目前已经应用于继电保护、变电站自动化、配网自动化、计量自动化、边缘计算、新能源等领域，后续还会向更多的领域扩展。未来“伏羲”芯片将会加强在交通、能源、智慧社会等多方面的研发和应用。