世界最小原子钟装进低轨卫星

发布者：唐山乌木 2026-9-29 10:09

一枚仅拇指盖大小的芯片原子钟，正精准守护“中国时间”，为低轨卫星、水下北斗等国家战略领域筑牢高精度时间基准。

最小的芯片原子钟，接近指甲盖大小。

3月3日下午，长江日报记者走进武汉大学卫星导航定位技术研究中心，多台专业设备不间断高速运转，芯片原子钟产品接入比对系统，屏幕上频率信号与稳定性曲线实时跳动。

【研发者说】

武汉大学卫星导航定位技术研究中心弘毅特聘教授、中科泰菲斯（武汉）技术有限公司法人代表陈杰华

我们日常使用的手表、挂钟、电子钟，即便精度最高，一年也会产生十几秒的时间误差。而我们研发的这款体积全世界最小的芯片原子钟，计时精度可达10⁻¹¹至10⁻¹²量级，相当于3万多年误差才1秒。

在导航定位领域，时间就是距离——1纳秒（10亿分之一秒）的时间误差，就会带来0.3米的定位偏差。我们研发芯片原子钟的初衷，就是打造可广泛应用于卫星导航、电力电网、水下石油勘探等关键场景的高精度计时产品，把国家核心领域的“时间话语权”牢牢掌握在中国人自己手中。

这款芯片原子钟小巧玲珑。

这款世界最小芯片原子钟仅有指甲盖大小，轻巧便携。与之前广泛使用的传统原子钟依靠微波与原子作用不同，这种原子钟利用微波调制的激光与原子作用而获得高精度信号，使得原子钟输出稳定标准的频率信号，实现超高精度计时。

传统原子钟即便实施小型化，最小体积极限也有数百立方厘米，最低功耗至少也有数瓦。而芯片原子钟可实现体积数十立方厘米，功耗也可降低到两百毫瓦之内。美国已推出体积17立方厘米的产品，而我们推出的这款芯片原子钟，与他们的产品其他主要性能相当，但体积仅2.3立方厘米，约为美国产品1/7。

陈杰华教授团队讨论测试芯片原子钟产品的频率信号与稳定性曲线。

我们已实现芯片原子钟大规模生产，成功应用于微PNT、水下北斗、低轨卫星、无人机群等时间同步系统。这款新产品凭借小体积、低功耗的优势，将具有广阔的市场前景。比如其小体积、低功耗优势非常适合作为5G/6G基站时间同步的关键部件。又如，海底自主同步体系需要精准的时间基准，因海水对电磁波的强烈吸收，海底无法接收卫星信号，体系需要原子钟作为自主频率源，因无太阳能，海底体系需要低功耗设备以长期自主工作，这款芯片原子钟的低功耗特点使其成为理想的频率源部件。