半导体组件有助于确保太空中极端环境中的可靠性和性能。在过去60年中,微芯片在100多年的太空任务中发挥了重要作用,推动了一些历史上最历史的里程碑在探索空间方面的成功。从1958年在美国的第一个成功的太空任务到正在进行的Artemis Mission,这些组件(请参阅表)显示了它们的价值。本文指出:Andy Turudic/EBM以下表列出了一些用于太空任务的半导体。自从在木星C导弹上推出Explorer 1以来,半导体组件在太空任务中的主要作用是美国第一卫星卫星,半导体应证明其太空资格并在外部空间中符合严格的粉丝效果和可靠性。空间任务中的半导体组件始于控制设备。通常控制,例如石英晶体振荡器,电压控制电压(VCSO)或原子时钟对Erospace Mission电子设备可确保准确的交付和接收信号,保持通信稳定性,数据完整性和系统同步。这些组成部分对于1958年美国首次太空任务的成功至关重要,并为太空可靠性奠定了基础。 1969年的阿波罗11号登陆是人类最大的成就之一,也依靠这些技术。 Microchip在月球上的Apollo 11 Lunar模块(LM)和计算机Guideson董事会中使用的关键逻辑组件提供了关键的通信支持(见图)。 Microchip Technology Fairchild(现为Microchip)RTμL9915 NOR GATE是Apollo计算机设计的基础。与世界上任何其他准确频率相比,rubidium,锯和石英振荡器支持更多的军事通信,卫星地面站以及测试和测量应用。 Voyager 1的任务是距地球最远的人,它进一步登出了评分半导体在太空中的无与伦比的性能。 Voyager 1电子设备是TTL和CMOS逻辑,模拟成分,内存记忆和自定义半导体的混合,旨在应对深空的挑战。 Voyager 1的主计算机使用称为SPS-8的自定义中央加工单元(CPU),该单元为航天器设计的NASA装置。 TTL逻辑芯片是当时流行的数字集成电路类型。大多数半导体IC是基于CMO的。近年来,半导体技术已成为火星探索的主要部分。漫游者的好奇心和毅力提供了这种火星的重要看法,这依赖于这些成分在苛刻的火星环境中运作。火星漫游者,尤其是毅力漫游者,包含微芯片技术的许多成分。这包括用于各种控制系统和数据处理活动的SPARC处理器以及电源管理IC(PMIC),这对于有效管理Power SU至关重要流动站的不同部分的pplies。所有这些都是抗辐射的组件(耐辐射),以确保电子设备可以承受严峻的空间环境。这些组件对于运行漫游者Andhelp很重要,它执行火星传输任务。为了探索《月球》,这是印度月球探索的第三个任务,Chandraya-3 Mission,使用了各种半导体组件。这些物质,例如抗辐射(RT)防fPGA,对于在月球上可能进行的任务,交流,导航和科学实验的成功至关重要。 Artemis持续的任务旨在使人们恢复月球,并最终将火星恢复,这也依赖于半导体技术的可靠性和可靠性。可靠性和性能对于太空规划和性能的可靠性至关重要,不仅很重要,而且在恶劣的太空环境中也很重要。半导体组件在MI中现代空间任务的划分,从卫星和流浪者到通信和太空站的系统。由于严重的空间条件(良好的温度,强烈的辐射和空间真空),成分应长期工作。即使是半导体中最小的失败也可能导致任务失败,强调选择高度可靠的成分的重要性。空间辐射挑战空间充满了高水平的辐射,这可能会损坏电子组件。辐射可以降低材料的质量,导致电气故障并破坏发送的数据。例如,受环境外的太阳辐射环境的保护可以使组件暴露于高能颗粒,从而导致单粒子翻转(SEU)或总辐射剂量损伤。为了应对这些挑战,耐药的撒谎者包括使用诸如辐射耐药的半导体等专业材料。 ch该设计中的角度减少了辐射无力。例如,在机载计算机中使用的航空航天使用的微处理器通常使用抗辐射设计(RHBD),因此故障不会导致整个系统瘫痪。除了辐射电阻外,模仿太空状况的公司测试是第一个采用严格的测试和识别过程以确保其组件的可靠性和性能。这些测试比对制造质量的正常控制要多。级别的半导体经历了广泛的热周期测试,并模仿空间的宽空间变化 - 从燃烧的启动到太阳到深空的剧烈感冒。一个例子是对火星漫游者的毅力组件的NASA测试,该耐力部分从-55°C到125°C的温度变化,这需要物质在不陈述的情况下承受极端天气。这些成分还振动了测试,以模仿释放过程中经历的应力和振动。 st火箭发射期间产生的隆力与世界上看到的任何事物不同。因此,半导体组件应承受这些条件,而不会影响其完整性。例如,在阿波罗11号任务中,关键电子设备将经过振动测试,以确保可以通过强大的发射能力对其进行评估,并最终有助于月球着陆的成功。长期可靠性:空间历史的一个例子需要成分,这些成分不仅在任务过程中起作用,而且需要随着时间的流逝而继续运行可靠。 1977年推出的Voyager 1航天器是可靠性的经典示例,对于长期任务很重要。航天器在该空间中飞行了40多年,由于使用了抗辐射辐射组件,因此继续与地球交谈,这些辐射辐射组件经过严格测试以承受极端条件。另一个例子是国际空间站(ISS),它依靠在大量基于半导体的系统上,以维护生命支持系统,进行科学实验并保持通信线路。国际空间站通常会暴露于空间中的民间辐射环境,温度从+121°C(到太阳)到-157°C(阴影),每45分钟或更长时间交替。但是,半导体成分应与可靠的日子一起使用。扩大边界:航天行业的趋势的发展正在增加商业区(COTS)设备的使用,该设备可立即提供空间任务的有效解决方案。 Starlink的低地球轨道(LEO)卫星网络使用COTS组件来降低成本并加快劳动力。许多机载电子设备,尤其是对于非关键系统,都依赖这些组件,这些组件既负担得起又精心挑选以在太空环境中的可靠性中选择。一个很好的例子是欧洲发射器Ariane开发了NG ESA(EUR欧宝航天局)和CNES(法国航天局)。 Ariana 5(1985)配备了坚固的QML级SPARC中央处理器,并配备了密封的包装,并配备了1553个网络,用于在火箭内部的所有系统之间进行通信。最新版本的Ariane 6(2024)现在是在塑料包装中基于ARM架构的COTS处理器的宝石处理器。它与与广泛采用的行业标准相同的以太网进行了交流,该标准与Ariane 5中使用的特定空间/军事技术形成鲜明对比。但是,对于应该在基于太空的通信中保持强劲绩效的高相关系统,对COTS设备进行调整和认证的需求需要专业知识。寻求进入新空间市场或从新空间转变为深度空间的公司正在与具有足够飞行历史的半导体公司合作,并且将能够升级COTS设备以满足太空任务的严格要求。在短期内,半导体的未来空间将是技术的混合:升级COTS设备,抓住我们的航空航天经验以及产品的低于QML版本,以减少筛选要求,降低成本,减少交货时间和定制制造过程,以满足独特的任务配置文件。通过合并这些方法,半导体可以实现稳定且可调节的未来,同时最大程度地提高了最大成本,复杂性并假设适当的风险。 SE组件的未来是空间的未来,随着LEO星座的增加以及太空商业化的持续发展,航空航天行业的持续发展,对可靠和高性能半导体组件的需求也在增长。新的太空公司需要可以满足独特挑战的组件,结合了高可靠性,变更和收入驱动的目标。