地面能躲过辐射吗?人可以,但芯片不行

发布时间:2024-01-29

芯片等级比较庞杂,从与日常生活紧密相关的消费级、工业级、车规级,到听起来很“高大上”的宇航级,各类芯片划分除了温度要求不同以外,

有些芯片还有抗辐照要求。比如太空中的电子元件就容易受到宇宙高能粒子(地球辐射带粒子,太阳射线和宇宙射线)的攻击,从而导致器件失效,

失效原因可能是单粒子效应,也可能是总剂量效应。一般来说,总剂量效应在太空环境出现比较多,单粒子效应却不然。

 先说说单粒子效应:不同的单粒子效应将导致芯片出现发生软错误(SEU单粒子翻转/SET单粒子瞬态脉冲响应)或者硬故障(SEB单粒子烧毁)。

对于一般CMOS工艺为主的器件,容易受到SEU/SET的影响,两者所导致的结果可以简单地统称为逻辑电平翻转,比如原来运行结果为“0”变为“1”

导致功能错误。对于功率器件,特别是高压IGBT器件,则容易受到SEB的影响,且该损伤往往不可逆,直观现象就是器件烧毁。

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 为何要提到软错误或者硬故障呢?

 因为除了太空环境以外,地面环境(如海平面高度等)也会由于单粒子效应导致器件出现该类故障。实际上,带电粒子进入大气层后,绝大部分

都被吸收,能够到达地面的主要是中子,中子效应(单粒子效应之一)正是导致地面器件出现SEU/SET/SEB的主要原因,这在很多论文研究中都有提

到。