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聊一聊航天用芯片

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
听设计航天芯片的朋友说的,起个头,大家聊
基本上就是我们平时不太关心的东西,在他们那里变得十分重要。
1)超高温和超低温的STA
2)对三种宇宙射线的抵抗能力要求极高,我们平时这种设计的芯片,用射线一照就完。猜猜,如何才能提高抗射线的能力?
3)我们觉得现在芯片的封装已经够平整了吧,但是远没有达到航天的要求,以至于封装厂也得用特别的机器手工打磨后,才符合要求。为什么要那么平哪?因为在发射过程中,加速度很大,不平整容易造成芯片的受力不均,使得芯片断裂。

陈老大要为国家的航天大业熏陶俺们年轻人呀
很好奇,中国的航天用的芯片的加工生产线是国有的还是委托设计的,受制于人总是不好呀
防射线最好的方式用铅盒吧

航天有专门的研究所和加工厂..
可靠性要求居高

天宫一号啊
军工产品有些是国产的,也有国外的 ,我不太清楚,
1) 高温,低温,这个signoff要求高了,要到 high temp/low temp下一定要signoff过
2) 防止射线,这个是不是sram受到的影响最大, 良率会差很多

晶圆制造以及成测过程中的环境和合格指标也卡的很紧。 成品可靠性抽样测试非常严格。

航空航天 主要是北京啊,

核心器件会用军品
军品是要特殊加固的工艺
还有就是航空设计会有冗余纠错设计
不过据说现在商用FPGA也上过天了,用下来也可以

老米好一点的片子都对中国严格限制的
中国也没啥好办法,自己也造不出来。
CPU啊。
不过以中国现有的技术,不记血本估计也能弄出个加固的cpu来

飞船上星仔计算机不知道用十么cpu,80386?
昨天看火箭上传下来实时动态图像了,这个要的带宽估计1M以上(求指正)
会用十么通信制式? CDMA扩频?

估计军方有cpu了,没有告诉大家而已,
军用ic肯定是温度,条件范围广啊, 比较恶劣的环境

估计军方有cpu了,没有告诉大家而已,
军用ic肯定是温度,条件范围广啊, 比较恶劣的环境

中国没有军品cpu,386有加固的cpu

2)对三种宇宙射线的抵抗能力要求极高,我们平时这种设计的芯片,用射线一照就完。猜猜,如何才能提高抗射线的能力?
这个与芯片封装关系大些吧,对芯片的影响主要是对SRAM的影响导致SER。

介绍介绍有什么抗辐射的芯片可以设计!大家试试。

据我所知
1 超高温或者超低温的sta,如果条件苛刻的话,就把库里的各种参数按一种非线性的关系换算,然后做sta;如果不苛刻的话,按线性关系换算去坐STA;
2我只知道如果要防护单粒子效应的话,在关键的DFF上都要做三模冗余,这是不苛刻的环境;如果环境非常苛刻,那么要对所有的DFF,甚至存储做三模冗余,如果是在深亚微米,那个组合逻辑也要做三模冗余;其他的两种就不清楚了。
3据我所知,很多航天的应用中,并不是使用芯片,而是使用军品级,或者宇航级的FPGA

Flash, EEPROM一类的存储器比较怕射线.
航天计算机一般要求可靠性高, SPARC是不错的选择,欧洲的LEON就是SPARC架构.
集成电路工艺方面, SOI在抗射线方面有优势.

这样的, 长见识啊

做过航天芯片物理设计的人笑而不语...
机密,机密...
说些大的signoff要求确实很高,军标区别与民用标准...
抗辐射效应的理论国际上早就已经开始研究了
主要有SET SEL TID等...百度一下就知道了
在电路级对芯片进行加固一般要分为模拟和数字部分
模拟部分这方面比较难,但是发文章容易中
主要是看PLL和电源
数字部分一般来说是采用冗余机制,增加电阻啊之类的
但是标准单元会比较大,芯片面积也会很大,而且悲剧的是频率也会下降,功耗还会上升
先说这么多了...

所以现在才有抗辐照设计!

特殊条件,特殊工艺

我想问下,航天芯片设计好后在哪里流片呢?都用什么工艺呢?

和老美的差距也不大的,也就一个孙悟空的金斗而已

航天用芯片大多数情况下并不需要用到特殊工艺,考虑一般的情况,首先必须满足温度范围,比如-55~+125
然后最主要的特殊要求就是抗辐照性能,这是因为太空中充斥着各类宇宙射线。一般来说,辐照主要有几类效应:
SEU : 单粒子翻转,本质就是被粒子击中后可能导致逻辑翻转
SEL : 单粒子闩锁,就是latch-up
TDI : 总剂量效应,主要是引发mos fet的D、S漏电
针对以上效应,目前有比较成熟的设计手段来应对
对于SEU,主要是设计上加固,包括各类纠错(如ECC、TMR),标准单元采用DICE或保护门结构。越大的工艺节点抗SEU效果越好
对于SEL,主要是版图上保护环、间距等的设计
对于TDI,通常的做法是栅极的画法,采用环形栅或者H型栅,工艺节点越小,总剂量效应也会减弱。
另外在封装上,有时候可以采用金旦做的外壳来削弱射线。
以上手段都是公开资料可以查到,不要把航天级芯片看得太神秘了哦

楼上说的靠谱。
宇航类IC需要特别手段加固。加固分为工艺加固和设计加固两类。
工艺加固需要特别的工艺线,烧钱大大的。
设计加固采用商用工艺线加固,现在设计加固是重点。
加固主要是为了防止TID/SEU/SEL/SEFT/SEGR/SEB等一坨空间高能粒子带来的影响。
数字电路和模拟电路考虑的粒子效应侧重点不同。
也有从封装角度去做高能粒子防护的
楼上的TDI应该是TID的笔误。

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学习了!膜拜一个!

内容涨姿势啊!

学习了

也要看在轨情况,是低轨还是中轨或者高轨,如低轨主要考虑单粒子效应,即楼上所说的SEL、SEU、SET等;
抗辐照芯片在系统架构设计、算法设计阶段就要进行加固设计,如EDAC;
后端时一般都使用加固的工艺库,也会使用TMR,但是TMR的开销很大,某X学的某库号称不适用TMR也基本能达到使用TMR的效果;
不多说!

我知道我们学校有个老教授就是做这个的,用的是薄膜材料

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