CNOOC recientemente superó con éxito el desafío de clase mundial de desarrollar yacimientos petrolíferos de piedra caliza de arrecifes marinos. Este avance se logró gracias a los relojes atómicos basados en chips de SYNC, que brindan soporte de tiempo y frecuencia de alta precisión para sus equipos de exploración submarina. Como cúspide de la tecnología de vanguardia y un recurso estratégico central, la serie de relojes atómicos de SYNC se ha convertido en la "piedra angular de la precisión" en áreas clave de tierra, mar y aire.
01 Del tiempo astronómico al tiempo atómico: ¿por qué necesitamos relojes atómicos?
Antes de la llegada de los relojes atómicos, el cronometraje humano evolucionó desde el "tiempo astronómico" determinado por la observación de estrellas, al "tiempo mecánico" utilizando relojes mecánicos y, finalmente, al "tiempo cristalino" dominado por osciladores de cuarzo. Cada avance mejoró cien veces la precisión del tiempo, pero los métodos tradicionales de cronometraje enfrentaron importantes obstáculos: los relojes de cuarzo son susceptibles a las fluctuaciones de temperatura y voltaje, lo que resulta en errores diarios de aproximadamente un segundo; Los relojes mecánicos, afectados aún más por factores como la gravedad y la fricción, exhiben una precisión aún menor. Puede que estos errores no sean un problema en la vida cotidiana, pero se han convertido en un defecto grave en la tecnología de vanguardia. Esto es especialmente cierto en la nueva revolución tecnológica impulsada por el "Internet de todo", los gemelos digitales y los grandes modelos de IA. Ya sea la sincronización de nivel de microsegundos requerida por las estaciones base 5G para garantizar un video fluido, la sincronización de nivel de nanosegundos requerida por 6G para las comunicaciones integradas a través del aire, el espacio, la tierra y el mar, la conducción autónoma que depende de marcas de tiempo de nivel de nanosegundos para fusionar múltiples sensores para evitar obstáculos de manera segura, o incluso la coordinación de alta precisión de miles de satélites en constelaciones globales de Internet satelital, todos dependen de señales de tiempo de alta precisión.
02 El auge del poder interno: la década de perfeccionamiento de la CESI
Como empresa líder en el campo nacional del tiempo y la frecuencia, CESI Electronics comenzó la investigación y el desarrollo independientes de relojes atómicos en 2013. A través de la profunda integración de la industria, la academia, la investigación y las aplicaciones, CESI ha superado gradualmente las barreras tecnológicas. Durante la última década, han establecido una cadena completa desde el diseño de chips hasta el empaquetado y las pruebas, hasta la producción e implementación en masa, lanzando productos y soluciones de reloj atómico con varios indicadores clave líderes a nivel internacional.
1. Desarrollo totalmente interno, liderando el camino en tecnologías clave
El 70% del rendimiento de un reloj atómico depende del rendimiento de sus componentes centrales. Aprovechando su instituto de investigación empresarial a nivel provincial y su estación de trabajo postdoctoral, CESI ha colaborado estrechamente con universidades como la Universidad de Pekín para lograr avances en componentes clave como cámaras de gas atómico, chips cuánticos y circuitos integrados de microondas. Los relojes atómicos de rubidio y los relojes atómicos basados en chips patentados por CESI logran una producción 100% nacional, liberándose por completo de los bloqueos tecnológicos extranjeros y sentando las bases para un alto rendimiento y confiabilidad.
2. Miniaturización y bajo consumo de energía: redefiniendo los relojes atómicos
A pesar de su alta precisión, los relojes atómicos tradicionales adolecen de inconvenientes comunes, como gran tamaño, alto consumo de energía y arranque lento, lo que dificulta su aplicación en aplicaciones livianas como satélites, estaciones base 5G y drones.
El reloj atómico a escala de chip desarrollado localmente de CESI Electronics, basado en el principio coherente de captura de población y la tecnología MEMS, reduce el tamaño de los relojes atómicos tradicionales de decenas de centímetros cúbicos al tamaño de una caja de cerillas, al tiempo que reduce el consumo de energía a 130 mW y mantiene una estabilidad de frecuencia de ≤1,0E-10.
Este avance no sólo eleva los relojes atómicos de "elementos básicos de laboratorio" a "equipo estándar para Internet de las cosas", sino que también permite directamente a CNOOC superar con éxito los desafíos de clase mundial que supone el desarrollo de yacimientos petrolíferos de piedra caliza de arrecifes marinos.
3. Adaptabilidad ambiental superior: un actor integral para tierra, mar y aire
Con el advenimiento de la era del "Internet de todo", los relojes atómicos están evolucionando de "tesoros nacionales" a "necesidades públicas". Con aplicaciones en satélites, aeroespacial, exploración submarina, finanzas y valores, redes inteligentes e Internet de las cosas, SIS ha lanzado una serie de relojes atómicos basados en rubidio y chips. Estos relojes utilizan un embalaje resistente a altas temperaturas, a la presión y a la corrosión, lo que ofrece una sólida adaptabilidad ambiental y mantiene una salida estable en entornos que van desde -40 °C a +80 °C.
Además, las interfaces eléctricas y mecánicas estandarizadas permiten una rápida integración en los sistemas existentes. Actualmente se utilizan ampliamente en escenarios exigentes como estaciones base 5G, equipos de aguas profundas CNOOC y finanzas y valores.
4. De los dispositivos a los sistemas, sirviendo como el "pilar invisible" de la era digital
Sys no solo proporciona relojes atómicos de alta precisión, sino que también, con relojes atómicos como núcleo, combina algoritmos de temporización/reserva FPGA patentados, diseño de hardware y personalización de software, y capacidades de administración y redes de tiempo y frecuencia a gran escala para lanzar servidores de reloj, equipos de prueba de tiempo y frecuencia, y soluciones de extremo a extremo a nivel de sistema.
Después de adoptar una solución de sincronización utilizando los relojes atómicos de Sys, un operador de telecomunicaciones observó una mejora del 50 % en la precisión de la sincronización PTP, lo que respalda significativamente la aplicación de la tecnología Urllc en servicios críticos como la conducción autónoma y la cirugía remota. Actualmente, una gran cantidad de estaciones base 5G recientemente construidas en China están equipadas con relojes atómicos desarrollados localmente por Sys, lo que mejora significativamente la precisión y estabilidad de la sincronización de la red.
03 De ponerse al día a liderar: el futuro de los relojes atómicos de Sys
Mirando retrospectivamente el hito de 2025, el viaje de desarrollo del reloj atómico de Sys personifica el viaje de China desde el aislamiento tecnológico al control independiente en el campo del tiempo y la frecuencia, y desde llenar vacíos hasta lograr una ventaja parcial.
Hoy en día, el SIS está profundamente integrado en las estrategias nacionales y la economía digital. Apoya la construcción de redes 5G de China Mobile, China Telecom y China Unicom, garantizando los requisitos de sincronización para más del 70% de las redes troncales y proyectos de voltaje ultra alto del país. Proporciona garantía de tiempo y frecuencia para la seguridad energética nacional (para CNPC, Sinopec y CNOOC). Participa en proyectos importantes como el Centro Qingyang "Computación Este-Oeste" y los Proyectos de Desvío de Agua de las Tres Gargantas y del Sur al Norte, estableciendo un punto de referencia temporal para el mundo digital. Además, potencia la infraestructura digital con servicios de sincronización de nivel de nanosegundos en campos emergentes como la Zona de Demostración de Conducción Autónoma de Alto Nivel de Beijing y el Centro de Computación Alibaba Cloud/ByteDance.
En el futuro, con el auge de campos emergentes como la computación cuántica, la exploración del espacio profundo y la Internet por satélite de órbita baja, la carrera por la precisión del reloj atómico seguirá intensificándose. SIS ha establecido asociaciones estratégicas con varias empresas industriales líderes, comprometidas a mejorar la adaptabilidad ambiental y la confiabilidad de sus productos, ampliando aún más los límites de aplicación de los relojes atómicos en las comunicaciones cuánticas, la conducción autónoma y otros campos, y continuando sentando las "bases de tiempo" cruciales para el futuro digital de China.
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