Микроэлектроника для космоса и военных

Обсуждение научных открытий, алгоритмов и инженерных новинок
Ответить
Аватара пользователя
leo_k
junior
junior
Сообщения: 59
Зарегистрирован: 15 фев 2010, 15:43
Версия LabVIEW: 8.6
Откуда: Москва
Контактная информация:

Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение leo_k »

Добрый день. Данная тема не чисто научная, а скорее научно-техническая. Мне кажется, будет интересна многим нашим специалистам электронщикам :)

Случайно наткнулся на очень хорошую статью про радиационно-стойкую микроэлектронику. Т.е. электронику для космоса, ВПК, Росатома.
Сама тема статьи мне близка, фактически я работаю в этом направлении уже седьмой год - могу что-то прокомментировать, если будут вопросы.
Приведу лишь начало, полный текст по ссылке (внизу):

"Возможно, многие из вас думали после ситуации с Фобос-Грунтом — что такого особенного в микросхемах для космоса и почему они столько стоят? Почему нельзя поставить защиту от космического излучения? Что там за история с арестом людей, которые микросхемы экспортировали из США в Россию?"

http://habrahabr.ru/post/156049/
Аватара пользователя
Sergey Ivanov

Activity Professionalism Gold Автор
expert
expert
Сообщения: 1217
Зарегистрирован: 01 мар 2009, 20:54
Награды: 5
Версия LabVIEW: 2018
Откуда: Санкт-Петербург, Кронштадт
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 1 раз
Контактная информация:

Re: Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение Sergey Ivanov »

Интересная статья.

Там написано:
Использование гражданских микросхем в космосе ограничено эффектом защелкивания, и возможно в лучшем случае на низких орбитах. На высоких орбитах и в дальнем космосе — нужны специальные радиационно-стойкие микросхемы, т.к. там мы лишены защиты магнитного поля земли, а от высокоэнергетических частиц космической радиации не спасет и метр свинца.
Вопрос: Как защищали микросхемы для кариосити, который на Марсе сейчас ?
Добро пожаловать на http://rk-stud.ru/
Аватара пользователя
FireFly

Activity Black
expert
expert
Сообщения: 1321
Зарегистрирован: 25 апр 2009, 08:58
Награды: 2
Версия LabVIEW: 2014
Откуда: Санкт-Петербург
Поблагодарили: 1 раз

Re: Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение FireFly »

Sergey Ivanov писал(а):Вопрос: Как защищали микросхемы для кариосити, который на Марсе сейчас ?
Так как и написано в статье:
Металлокерамика
Кремний-на-изоляторе (кстати это тема, которой я занимался, когда делал диплом)
Triple-well процесс
Для легирования используется только 11B
Соответствующий софт
Иногда лучше молчать и слыть идиотом, чем заговорить и развеять все сомнения.
Аватара пользователя
leo_k
junior
junior
Сообщения: 59
Зарегистрирован: 15 фев 2010, 15:43
Версия LabVIEW: 8.6
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение leo_k »

Sergey Ivanov писал(а):Интересная статья.

Там написано:
Использование гражданских микросхем в космосе ограничено эффектом защелкивания, и возможно в лучшем случае на низких орбитах. На высоких орбитах и в дальнем космосе — нужны специальные радиационно-стойкие микросхемы, т.к. там мы лишены защиты магнитного поля земли, а от высокоэнергетических частиц космической радиации не спасет и метр свинца.
Вопрос: Как защищали микросхемы для кариосити, который на Марсе сейчас ?
Никак.
В статье есть тонкая неточность. Использование гражданских схем ограничено большим числом радиационных эффектов, связанных не только с Тяжелыми Заряженными Частицами (ТЗЧ) (как напр. Тиристорный Эффект), но и медленной деградацией параметров от накопленной дозы (напр. рост тока потребления, рост токов утечки, снижение порогового напряжения и др.)
Проблема в том, что от космической радиации никак не защитишься - ТЗЧ прошивают космические аппараты насквозь, а от накопленной дозы придется всю электронику обложить свинцом (у вас будет не полезный груз, а бесполезный самосвал свинца).

Существует огромное количество методов повышения радиационной стойкости не механическим (корпусным) способом:
1. Троирование и мажорирование - параллельно стоят три абсолютно одинаковых цепочки микросхем, потом схема сравнения и в конце принимается результат работы, только если все три ответа совпадают
2. Помехозащищенные коды (коды Хеминга) с хитрыми контрольными суммами в конце данных, которые позволябт определить ошибку (из-за пролета ТЗЧ)
3. Сложные приемы топологии микросхемы (кольцевые транзисторы, ретроградное легирование, заполнение полостей окислов поликремнием и т.д.)
4. Существуют некоторые технологии производства ИС изначально стойкие к некоторым факторам радиации. Например в GaAs практически нет дозовых эффектов, а в КНС - эффектов от ТЗЧ.

Если у разработчика есть голова на плечах - можно без корпуса и прочего сделать хороший радиационно-стойкий прибор :)

P.S. На последней конференции по радиационной стойкости был докладчик из NASA. На слайде российкая гордость - отечественный генератор нейтронов на борту марсахода Curiosity
Вложения
DSCN6070.JPG
Аватара пользователя
leo_k
junior
junior
Сообщения: 59
Зарегистрирован: 15 фев 2010, 15:43
Версия LabVIEW: 8.6
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение leo_k »

FireFly писал(а):
Sergey Ivanov писал(а):Вопрос: Как защищали микросхемы для кариосити, который на Марсе сейчас ?
Так как и написано в статье:
Металлокерамика
Кремний-на-изоляторе (кстати это тема, которой я занимался, когда делал диплом)
Triple-well процесс
Для легирования используется только 11B
Соответствующий софт
Если не секрет, на каком предприятии проходил преддипломную практику? Может быть НЗПП?

P.S. Я почему спросил - для России КНИ (кремний-на-изоляторе) относительно редкая технология, в отличие, скажем, от КНС (кремний-на-сапфире).. Основная проблема таких тех.процессов низкий выход годных изделий, и следовательно высокая цена готовой продукции. Зато получаются хорошие уровни радиационной стойкости.
Аватара пользователя
FireFly

Activity Black
expert
expert
Сообщения: 1321
Зарегистрирован: 25 апр 2009, 08:58
Награды: 2
Версия LabVIEW: 2014
Откуда: Санкт-Петербург
Поблагодарили: 1 раз

Re: Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение FireFly »

"Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук"
тема диплома
"Электрофизические свойства ультратонких пленок кремния на изоляторе изготовленных методом ионной имплантации и водородного переноса" :)

Лаба делала исследования в основном для Intel
Иногда лучше молчать и слыть идиотом, чем заговорить и развеять все сомнения.
Аватара пользователя
Jakob Brontfeyn

Activity Gold Silver Black
expert
expert
Сообщения: 1729
Зарегистрирован: 28 фев 2008, 11:01
Награды: 6
Благодарил (а): 1 раз
Контактная информация:

Re: Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение Jakob Brontfeyn »

загадка:

Не боялась ни кого
Кроме бога одного
Ни космических лучей
С электрошокером БИЧей
Ни протонов, ни нейтронов
Гамма-квантов и бозонов
Ни вибраций, ни ударов
Даже молний и пожаров.

ответ:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Стержневая_радиолампа
Аватара пользователя
leo_k
junior
junior
Сообщения: 59
Зарегистрирован: 15 фев 2010, 15:43
Версия LabVIEW: 8.6
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение leo_k »

Jakob Brontfeyn писал(а):загадка:

Не боялась ни кого
Кроме бога одного
Ни космических лучей
С электрошокером БИЧей
Ни протонов, ни нейтронов
Гамма-квантов и бозонов
Ни вибраций, ни ударов
Даже молний и пожаров.

ответ:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Стержневая_радиолампа
Ну вот казалось бы, вакуумная лампа - что может быть надежнее?!
Однако по последним данным (А.С.Петров, г. Лыткарино) в вакуумных приборах проявляются следующие эффекты:
- увеличение токов утечки в межэлектродном промежутке,
- изменение проводимости изоляционных материалов,
- возникновение радиационно-наведённых потенциалов и токов,
- изменение вакуума,
- появление электрической эрозии.
Так что не все так очевидно и зависит от уровня воздействия.. :)
shiridan
interested
interested
Сообщения: 1
Зарегистрирован: 20 ноя 2012, 19:52
Версия LabVIEW: 8.2
Контактная информация:

Re: Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение shiridan »

Лампы получили реинкарнацию в полупроводнике =)

Appl. Phys. Lett. 100, 213505 (2012); http://dx.doi.org/10.1063/1.4717751 (4 pages)
Vacuum nanoelectronics: Back to the future?—Gate insulated nanoscale vacuum channel transistor
Jin-Woo Han, Jae Sub Oh, and M. Meyyappan

A gate-insulated vacuum channel transistor was fabricated using standard silicon semiconductor processing. Advantages of the vacuum tube and transistor are combined here by nanofabrication. A photoresist ashing technique enabled the nanogap separation of the emitter and the collector, thus allowing operation at less than 10 V. A cut-off frequency fT of 0.46 THz has been obtained. The nanoscale vacuum tubes can provide high frequency/power output while satisfying the metrics of lightness, cost, lifetime, and stability at harsh conditions, and the operation voltage can be decreased comparable to the modern semiconductor devices.

http://apl.aip.org/resource/1/applab/v1 ... horized=no

В общем ждем теплых ламповых транзисторов =)
Аватара пользователя
leo_k
junior
junior
Сообщения: 59
Зарегистрирован: 15 фев 2010, 15:43
Версия LabVIEW: 8.6
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Микроэлектроника для космоса и военных

Сообщение leo_k »

Интересная статья. Спасибо.
Ответить

Вернуться в «Наука»