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长期以来抗辐射电路一直是航天人力争攻克的目标之一。这种抗辐射电路由于国外长期的禁运,只能做到自力更生依靠自己。我国在抗辐射电路技术研发上投入了大量资金,并取得了不小的进步。可以说,这次“天舟一号”飞船发射的功臣之一就是抗辐射电路。
抗辐射加固技术,主要有设计和工艺两种加固技术。采用那一种需要根据实际情况,有时候也会组合使用。从广义上讲,抗辐射加固设计包括材料设计、系统设计、结构设计、电路设计、器件设计、封装设计、软件设计等。从狭义上讲,一般是指在电路设计和版图设计上采用一些减轻电离辐射破坏的方法。
从系统、结构、电路、器件级的设计技术方面进行抗辐射加固设计一般采用以下方式:
一是采用多级别冗余的方法减轻辐射破坏,这些级别分为元件级、板级、系统级和飞行器级。
二是采用冗余或加倍结构元件(如三模块冗余)的逻辑电路设计方法,即投票电路根据最少两位的投票确定输出逻辑。
三是采用电路设计和版图设计以减轻电离辐射破坏的方法。即采用隔离、补偿或校正、去耦、抗闩锁等电路技术,以及掺杂阱和隔离槽芯片布局设计。
四是加入误差检测和校正电路,或者自修复和自重构功能。
此外,使用加固模拟/混合信号IP技术和SIGE加固设计技术也是提升芯片抗辐射能力的**途径。
抗辐射电路加固专用工艺越来越多地与加固设计结合使用。因为抗辐射加固工艺技术具有非常高的专业化属性和高复杂性,因此只有少数几个厂家能够掌握该项技术。例如,单粒子加固的SOI工艺和SOS工艺,总剂量加固的小几何尺寸CMOS工艺,IBM的45nm SOI工艺,Honeywell的50nm工艺,以及BAE外延CMOS工艺等。
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