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抗辐射加固微电子论文 篇1：
扬帆起航 创抗辐照应用技术新天地
宇宙空间中高能带电粒子与星载微电子集成芯片相互作用产生的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应等，可使航天器发生在轨故障，缩短工作寿命，严重时甚至会造成灾难性后果。随着集成电路芯片性能的提高、特征尺寸的减小，使得发生单粒子效应所需要的临界电荷显著降低，芯片发生单粒子效应的敏感度较之过去明显增强。统计资料表明：卫星在轨故障中，71%是由空间辐射效应引起的，其中单粒子效应引起的占55%。我国发射的航天器也曾发生因单粒子效应而出现异常、造成数据传送中断的事件，虽未造成灾难性的后果，但却因此丢失大量的科学实验数据。
空间技术是衡量一个国家现代化水平和综合国力的重要标志，而其中电子元器件技术发展水平是支撑整个空间应用的关键。“神舟系列”载人飞船的成功发射和顺利返回以及“嫦娥探月工程”的连续成功，标志着我国已跨入世界航天大国行列。但是我国星用微电子产品的关键器件，尤其是微处理器等大规模及超大规模集成电路仍完全依赖进口。随着国际形势的变化、空间竞争的加剧，特别是我国载人飞船等的连续成功，更是引起美国为首的西方国家的重视，加强了对我国空间使用关键元器件的全面禁运，严重制约了我国航天工程等的发展。
为巩固国防以及国民经济建设，实现从航天大国到航天强国之间的跨越，国家对航天事业提出了更高的要求。今后将要发射越来越多的新型航天器用于各项空间科学实验研究、国民经济以及国防科技建设，研制多品种、高性能、高可靠、抗辐照加固集成电路芯片，开展抗辐照技术，并将相关技术方向的工艺装备国产化研制、研究成果进行转化和推广应用，已成为其中的重大课题，对于航天科技的快速和健康稳定发展具有重要意义。涉及的技术包括：
地面模拟试验技术研究：辐射场生成技术研究、辐射效应模拟试验技术研究、辐照效应试验理论模拟技术研究、辐照实验新技术及产品开发。
辐射效应测试技术研究：辐射环境参数、材料结构参数对器件辐射效应的影响研究、辐射效应敏感参数在线及离线测试方法研究、复杂集成电路辐射效应的故障注入技术与故障分析技术。
加固性能评估技术：材料抗辐射加固评估技术、器件抗辐射加固评估技术、系统应用加固效果评估试验技术。
加固技术机理研究：效应物理机制、加固技术验证方法、加固技术方法研究、抗辐射加固机制研究、抗辐射加固方法试验验证。
抗辐照技术应用范围广泛，从航天航空至核能核电、民用交通、高性能计算机、生物医学等高可靠行业都需要利用地面核设备进行抗辐射效应测试。
欧洲抗辐射相关的技术中心最早可以追溯到上世纪六十年代，欧洲太空局（ESA）类似于美国联邦航空航天局（NASA）、俄罗斯联邦航天局（RKA）。截止到2012年，ESA有20个会员国，ESA委员会负责机构的政策制定和相关管理工作。ESA致力于提供和推动欧洲各国空间研究和技术的合作。ESA下属的欧洲空间研究和技术中心（ESTEC）主要负责抗辐射相关的管理和研究工作。ESTEC下属的欧洲辐照装置联合体（ECIF）则主要负责辐射源和辐射实验相关工作。
ECIF的历史起源于1980年代，该系统利用了Cf-252和Am-241源，并开展了一些辐照试验研究。ESTEC后来在1988年建成了Gamma beam 150C的Co-60源，该装置一直沿用至今。源的初始强度是2040Ci，半衰期是5.3年，至今已经更换过几次。目前ECIF与瑞士PIF、比利时HIF、芬兰RADEF等3大辐射实验终端签约合作协议，统筹组织和执行ESA相关的抗辐射实验。ECIF还研制了标准SEU监督器、技术示范单元（TMD）等具有国际影响力的辐射产品，为不同辐射源实验对比、空间实测一地面实验数据一致性研究提供了开创性的研究方法和技术手段。
ECIF的第一个主要试验装置是瑞士Villigen的Paul Scherrer研究院的质子辐照装置（Proton Irradiation Facility，PIF）。该装置于1992年与ESA签署合作协议。PIF可以提供10-60MeV的低能质子束流和30-250MeV的高能质子束流。ECIF的第二个主要试验装置是比利时Universit é Catholique de Louvain （UCL）的重离子装置（HIF）。该装置于1996年成为ESA的合作实验室。HIF的一个有意思的地方是可以提供含有2种离子鸡尾酒似的束流——一个高LET鸡尾酒和一个高剥离态鸡尾酒离子。ECIF的第三个主要试验装置是芬兰Jyvaskyla的辐射效应装置Radiation Effects Facility （RADEF）。该装置于2005年通过ECIF成为ESA签约装置。随着集成度和封装技术进步，现代先进半导体器件重离子试验时需要通过背部进行辐照，因此通常要求离子具有大的射程。RADEF的特点就是离子能量高、射程长，能适应上述要求。
2005年起，ECIF开展了标准SEU监控系统研究，该系统主要用于校准不同加速器源的束流。系统采用了ATMEL公司的AT60142F SRAM，尺寸6.1mm×11.2mm。因为该系统在束流监控方面的优势，该系统很快在世界范围应用起来，成为辐照源一致性对比和校准的通用方法。
2008年起，ECIF开展了技术示范单位（TDM）研究，該研究涵盖一系列辐射效应试验，并致力于探索和分析地面、飞行数据的差异。TDM包括了4个不同的辐射效应试验——标准SEU监控系统中的SEUs（4个SRAM器件）、单粒子锁定（4个不同的SRAM器件）、飞行技术示范（in-flight technology demonstration）8Gbit FLASH存储器、总剂量效应测量，雇用RADFET完成。
随着综合国力的提高，我国航天事业得到快速发展，“载人航天”“探月工程”等的连续成功，标志着我国已进入世界航天大国的行列。有必要建立与我国地位相适应的、国际领先的、完备的抗辐射应用技术体系，建立良好的机制和完善的设备设施，建立拥有我国自主知识产权的宇航工程服务平台。器件抗辐照能力能否满足型号工程要求，其判别标准只能是地面模拟试验结果。由于技术敏感等原因，此类试验不可能拿到国外去做，因此必须要依赖国内自身综合地面模拟试验条件。因此使用抗辐射加固器件，是确保我国核心综合电子信息系统遂行既定任务和提高运行可靠性的关键。
中国原子能科学研究院具有加速器、反应堆和钴源房，是国内辐照设施最为完善的、核学科门类最为齐全的综合性研究院，并已在HI-13串列加速器和100MeV质子回旋加速器上开展了大量的以航天应用为背景的抗辐射地面模拟试验工作，承担了国内大部分单粒子效应辐照评估试验任务，为提高我国航天抗辐射技术水平作出了重要的贡献。航天五院是我国航天元器件抗辐射保证的承担单位和责任单位，承担了各类军用和民用卫星、载人飞船、空间站用元器件可靠性与质量保证工作，承担型号用关键器件抗辐射保证工作。装发21所具有钴源房和反应堆，开展了效应测试技术和效应机理研究工作，均取得了很好的效果。
国防科技工业局以习近平总书记提出的着力推进核心电子元器件等新兴战略安全领域军民融合发展要求为指引，在2017年3月20日，批复设立了以中国原子能科学研究院为主依托单位、以航天五院和装发21所为依托单位的先进制造类国防科技工业抗辐照应用技术创新中心（以下简称“抗辐照中心”）。中心依据国防科工局的要求，大力实施创新驱动发展战略和军民融合发展战略，着力增强自主创新能力，着力提升创新体系效能，着力优化协同创新环境，努力把抗辐照应用技术创新中心打造成国家科技创新高地和高端创新人才高地。并将建设成为国内顶级、国际一流的空间抗辐照技术单位为目标，着眼于已有基础.深入发掘未来材料及微电子器件抗辐照应用及相关技术前沿科学热点。
自2017年11月18日成立以来，抗辐照中心致力于制度建设和创新，组建了理事会、专家委员会和执行机构三大组织机构。通过定期协商、信息共享、合作研究等方式破解了不同类型单位空间上的藩篱和阻碍，并注重跨行业交流，通过积极的联系和合作，吸纳了包括科研院所、大学、公司等类型法人成为中心有机的组成体，实现了产学研一体。在协同创新机制方面，中心以“谋方向、谋发展”为出发点，通过“出问题、出建议、出规划”，统筹和促进各理事单位协商，凝聚共识，共建共享，做到开放共赢;围绕创新和应用技术打造创新中心平台，通过发展规划、资源协同、创新孵化、技术开发、成果推介、学术交流和人才培养等多个方面，积极协作开展前沿技术研究以及后续的科技成果转化，建立协同创新机制;致力于围绕抗辐照行业的热点以及技术的短板，整合抗辐射加固的一些单项的技术、方法、仪器和材料的需求，凝聚各单位实力，共同策划创新型项目，争取成立抗辐射加固芯片的产业联盟。
抗辐照中心还注重协同创新，自筹经费面向国内外研究单位发布了具有行业引领作用的2018年创新基金指南，明确指出，创新基金的定位为：开展抗辐照应用技术的发展战略研究，强化科技创新;针对新材料、新器件、新技術中出现的新现象、新机制等开展新原理、新方法研究，探索未来技术发展趋势，激活原始创新能力;进行工艺装备的国产化研制及应用示范，实现科技成果的转化及应用。资助方向则紧紧围绕抗辐照中心的四个研究方向，即地面模拟试验技术、辐射效应测试技术、加固性能评估技术、效应物理机制及加固技术机理。这为培育优秀、创新的科研成果提供了良好的平台。
此外，为促进科技创新和行业发展，为抗辐照应用技术领域的同仁们提供地面模拟试验技术、辐射效应测试技术、加固性能评估技术、加固技术机理等方面的学习交流平台，抗辐照中心还推出了抗辐照应用技术高级培训班，邀请了国内外行业内知名专家授课，从行业的各个角度带领学员们乘坐微电子器件的飞船，从微观的原子核出发，遨游在宏观的宇宙空间，给学员们带来了学术的盛会和思想的盛宴，在极大程度上促进了我国抗辐照专业技术人员与国外同行之间的学术交流，对我国抗辐照应用技术深入发展、引领国际潮流具有重要的推进作用。
抗辐照中心将继续致力于整合国内各单位优势资源，通过解放思想、加强产学研用协同、创新运行管理机制，建立协同创新机制，实现合作共赢，打造抗辐照应用技术领域的国家科技创新和高端创新人才高地，形成军民兼用、跨行业、跨学科的国防科技工业抗辐照应用技术协同创新平台，成为国内领先、国际先进的抗辐照技术创新研发中心、技术交流及培训专业平台，推动抗辐照技术行业整体进步。我们期待着中国抗辐照应用技术美好的明天！
作者：隋丽
抗辐射加固微电子论文 篇2：
“芯”火相传强国梦
“当今世界正处于百年未有之大变局！”习近平总书记的反复告诫如同黄钟大吕，振聋发聩。这几年来，中兴事件、华为事件，以及愈演愈烈的西方国家对于我国科技企业的打压，愈发证明了总书记的判断和真知灼见。新一轮大发展大变革大调整，大国战略博弈正在全面加剧，而在这场不见硝烟的战争背后，实质上是国家整体科技实力的强硬较量。
2020年，“北斗三号”全球卫星导航系统开通和“天问一号”深空探测器发射成功令人瞩目。这两个航天型号工程取得的成功，实现了中国卫星/探测器成体系批量使用国产芯片，对航天工程的自主创新发展具有里程碑意义。在实现航天梦、强国梦的伟大征程背后，中国航天芯的冉冉升起，铭刻着中国航天科技集团有限公司九院772所（以下简称“772所”）做出的不可磨灭的贡献！
突围：自主创新是硬道理
“核心技术是无法依靠别人的，这是基础能力！”从掷地有声的话里，能读出没有谁会比身为772所人自己更迫切地拥有打造出一颗强劲的“中国芯”的渴望。
航天技术是衡量一个国家现代化水平和综合国力的重要标志，集成电路则是支撑信息产业发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，特别是宇航用集成电路是航天的“芯魂”，是航天和武器电子设备中采用的最重要的核心组成部分，是保障国家战略安全的重要支撑基础和国际前沿技术。元器件虽小，却是大国重器，这颗“芯”不强起来，在智能化、数字化等各方面肯定都要受制于人，随时遭人掣肘。所以，必须要把核心技术牢牢掌握在自己手里，才有高质量的发展，才会实现中华民族的伟大复兴。
就是在这种肩负为国铸芯、为航天造芯的光荣使命背景下，772所怀抱着“芯片国产化”的一片初心于1994年在北京成立，由白丁担任首任所长，从此开启了持续自主研发，集智攻关，突破多项核心关键技术的科研征途。
从那一刻起，与行业的发展同呼吸，与国家的命运共起伏，就成为了772所的先天基因。作为我国航天微电子领域的国家队，772所人克服初创时期现实中的种种困难，从一张白纸起步，无论是普通的技术人员还是领导干部，大家将汗水和智慧都倾注在为国突破的苦干实干中，为后面的发展蹚出一条坚实的道路。
国之重器没有小事，特别是航天器上使用的CPU芯片，被喻为“卫星大脑”，这颗“大脑”既要聪明、精准，还要强壮、健康，要经受得住太空严酷环境的考验。因为宇宙空间环境极为复杂，大量的空间粒子辐射会导致卫星上电路性能退化甚至功能失效，对卫星造成致命伤害，所以有着“小芯片决定着航天型号大任务成败”的说法。772所第二任所长赵元富就把目标锁定在了自主突破抗辐射集成电路这一太空探索的关键技术之上。
但是，作為国际间竞争白热化的高尖端技术，在技术垄断的背景下，想在短时间内有较大的突破谈何容易。772所从一开始就决定瞄准国际先进的前沿技术，一改早期主要以工艺加固为主的抗辐射加固集成电路研制技术，而率先提出了“设计加固”的技术路线，挑战当时的世界级难题，在不改变工艺流程和规范的情况下，通过集成电路设计加固技术，研制抗辐射加固集成电路。如此一来，772所的技术路线是在芯片设计环节而非制造环节添加抗辐射特性，抗辐射难度就全部转移到了芯片设计上。这一项目技术系数高，工作量大，难度可想而知。
通过谱系化布局，772所持续开展产品研发工作。为了取得核心技术的持续突破，该所按照“规划一代、研发一代、工程一代”的思路，通过多技术方向协同，夯实了抗辐射加固库等共性技术基础，以建立完全自主创新的抗辐射CPU研发平台为出发点，并积极推动以CPU为核心的宇航整体解决方案配套芯片的自主保障，先后研制成功300余种抗辐射芯片产品，初步构建了宇航集成电路产品体系，涵盖了微处理器、FPGA、总线、存储器、转换器等关键宇航集成电路的全部种类，对航天工程的自主创新发展具有里程碑意义。772所的抗辐射加固技术获得了国家技术发明奖一等奖，这也是元器件领域获得的最高国家奖励。
伟大事业催生伟大精神，伟大精神推动伟大事业。“如果没有持久坚定的信念，没有战胜一切困难的意志，没有牺牲小我成就大局的奉献精神，没有人能走完这么漫长而艰难的路程！”陈雷深深感叹道。据陈雷回忆，他刚刚入所的时候，研究所的条件还相对比较艰苦，但是他看到老一代的科研人员即便在条件不完善的情况下，依然坚持开展自主研发。继往开来，在白丁、赵元富、赵学严、文治平、姚全斌等几任所长和书记的接续奋斗下，在这种前赴后继的探索和前进中，772所打造出国内航天微电子产业的良好生态环境，“航天芯”表现越来越出色，不仅已在我国北斗导航、载人航天、探月等重大航天工程使用，并且进入了国际市场。772所逐步发展成为国内宇航集成电路设计的引领者、我国宇航元器件国际化的先行者以及国内高可靠集成电路技术的践行者，走出了一条“自力更生、自主创新”的奋斗之路。
转折：从受制于人到批量应用
一支优秀的队伍，能够克服一切困难，完成看似不可能完成的任务！陈雷带领下的FPGA团队正是772所人这些年来风雨兼程、砥砺前行的一个缩影。
宇航集成电路在技术难度和重要性上首屈一指，犹如航天事业的皇冠。而宇航集成电路中的FPGA可通过编程实现各种复杂的功能，被誉为芯片界的“变形金刚”，因其本身具备极高的技术继承性和设计的复杂性，更被业内人士视为航天事业皇冠上的那颗明珠，长期以来一直被国外垄断。
早在10多年前，不管是赵元富所长还是文治平所长，他们两个人都敏锐地察觉到了FPGA的发展是微电子发展的重要方向。2007年，772所专门成立了进行FPGA研制的团队，由陈雷担任负责人。到2010年时，正式成立了FPGA部门，成为我国一支专业从事宇航用高可靠FPGA研制的科研团队，一肩承担起我国宇航用高可靠FPGA科研及型号的研制任务。
作为航天微电子领域里的第一个博士后，陈雷成为这个领域里的探路人。“当2007年决定开始FPGA技术研究的时候，其实心里并没有底，就是凭着一股冲劲和理想在坚持。”陈雷回忆道，“但是，当时集团的领导、院里的领导、所里的领导都特别关心我们这支团队，给了我们很多的鼓励和支持。一切都是从零开始，大家携起手来一步一个脚印地往前走。”
航天报国的梦想将大家凝聚在一起，在这支光荣的团队里，党员占到了60%以上，班组长以及核心技术骨干均为党员，为项目攻关提供了智力支撑和组织保障，鼓励年轻的科研工作者们用技术创新推动着我国航天事业的发展，实践着科技兴国的使命。
万事开头难。FPGA是一个涉及微电子、封装、核科学等多个学科的庞大系统工程，21世纪初，核心技术全部掌握在美国人手里，可借鉴的资料几乎没有。在没有任何实物可以参考的情况下，陈雷带领团队成员从查阅大量文献开始，“当时我带着大家去国家图书馆，把所有的专利通过站点全部查出来，然后十几个人把6000余篇技术资料认认真真地从头到尾全部读了一遍”。从那时起，每个工作日晚上都要进行两个小时的“晚自习”就成为了团队的“例行节目”，每一个人就自己的研究方向参读文献，并定期在一起交流读书成果，大家畅所欲言，通过一次次针对性的学习讨论会和一次次酣畅淋漓的思想碰撞，铺就出通往FPGA研究之路的坚实路基。
在陈雷的带领下，十年面壁图破壁，772所承担了以重大专项为代表的20余项国家级科研课题，在国际上率先提出了宇航用单粒子加固SRAM型FPGA技术路线，从版图级、电路级和系统级深入研究了抗辐射加固FPGA技术，突破了0.25微米、0.13微米、65纳米工艺下宇航用FPGA关键核心技术，攻克了SRAM型FPGA空间应用时单粒子翻转的世界性难题，探索出了宇航用抗辐射加固FPGA技术路线，形成了三大核心创新点，解决了宇航用核心关键元器件FPGA“卡脖子”的技术难题，成功研制出国内首个国产化的宇航用千万门级高性能高可靠FPGA芯片。经过ATE测试和板级验证，功能和性能指标均达到国际先进水平。
772所的成果实现了航天、航空、兵器和船舶领域多个型号的批量供货，扭转了我国高端宇航用FPGA受制于人的被动局面，还实现了我国高端抗辐射加固集成电路出口的重大转折。目前，772所的抗辐射FPGA等产品和技术已经远销俄罗斯、法国、瑞士、西班牙、巴基斯坦等国家，为全球多家宇航公司提供了产品与技术服务，彰显了我国宇航用FPGA研制技术在国际航天合作中的重要地位。
从一个小小的研究组到十几个人的团队，再到设立部门，陈雷带领下的FPGA团队经受住一次次考验，在锤炼中逐渐成长壮大，成为我国航天微电子事业发展的中坚力量，先后荣获了团中央“全国青年文明号”、国防科工局“国防科技创新团队”、国家科技部“十一五国家科技计划执行优秀团队”、航天“金牌班组”等诸多荣誉，而作为团队带头人的陈雷也先后登上了国家技术发明奖一等奖、国防技术发明奖一等奖、国防科技创新团队奖等多个奖项荣誉的领奖台。不久前，由于带领团队长期从事我国宇航用高可靠核心器件FPGA技术研究和产品研制，陈雷荣获了第二十二届中国科协求是杰出青年成果转化奖的殊荣，成为该领域的一颗新星。
远航：薪火相传驶向未来
习近平总书记提到集成电路时意味深长，从他的重要讲话可以看出，在这方面的谋篇布局已经渐次展开，为国铸“芯”，时不我待！
中国航天用了60多年时间赶上了国外上百年的进程，依靠的正是中国航天人迎难而上的精神和艰苦卓绝的付出，而772所人就是这一精神坚定的践行者。26年一路走来，772所涌现出了白丁、赵元富、赵学严、文治平、姚全斌等为代表的众多国家级科技专家和高级技能人才，为中国航天微电子领域培养和输送了大批科技精英，為中国航天的发展做出了贡献。2019年11月11日，这一棒正式传递到了陈雷所长和同样年轻的王勇书记手上。
新的领导班子甫一上任，首要事情就是前去拜访研究所的那些老领导、老先生，以及长期关怀和支持772所发展的院士和行业前辈们。陈雷清楚，“一流的航天科研技术之所以能成为一流，往往凝结了几代人的传承和积淀”。在陈雷前去拜访的老先生中有一位具有特殊意义的老人，那就是“两弹一星”功勋、“北斗”导航系统总设计师、探月工程总设计师、“共和国勋章”获得者孙家栋院士。早在2009年，孙院士曾经亲自来到772所调研指导，关切地询问芯片的研制进展和技术攻关情况，当时在实验室里负责接待并介绍的，正是年轻的陈雷。“临别时，孙老总再三叮嘱我们，加快研发节奏，一定要使我们的芯片能够更好地应对空间恶劣环境的挑战！”陈雷谈及往事，历历在目。“这一次去拜访孙老总，我特别向他汇报了772所这些年来在航天微电子自主创新方面的工作，当初他对我们的要求和期望，我们正在逐一实现！”陈雷说，孙家栋院士听了之后非常开心，还特别在当年合影的照片上签下了名字，以表达对晚辈们的鼓励。
在772所里，“帮助别人成功”是一种积极倡导的文化理念。通过激励技术创新和成果转化，形成了员工自主持续创新的研发氛围；通过开展“学习型团队”建设、“师带徒”班组建设、新员工讲师队伍建设、国际化人才培养等，提高青年研发人员的学习兴趣与学习效率；利用重大项目锤炼研发骨干人员的综合技术能力与组织协调能力，让年轻的技术人员投入到实战中去得到真刀实枪的培养和锻炼，从而快速成长。
当前新一轮科技革命和产业变革加速演变，更加凸显了加快提高我国科技创新能力的紧迫性，中央高层对于集成电路格外看重。8月20日，习近平总书记在合肥主持召开扎实推进长三角一体化发展座谈会上发表重要讲话，提出要集合科技力量，聚焦集成电路、人工智能等重点领域和关键环节，尽早取得突破。不久前，国务院专门印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》。这份文件明确，集成电路产业和软件产业是信息产业的核心，是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。
站立在新时代的潮头，年轻的领导班子充满了渴望去劈波斩浪。陈雷介绍：“未来，在任德民院长、王亚文书记等院领导的指导和关怀下，在全体兄弟姐妹的全力以赴下，772所将在‘十四五’期间，以建设‘世界一流航天微电子企业’为发展目标，全面开启大所建设新征程，牢固树立和贯彻落实‘一切以国家富强为重、一切以企业发展为重、一切以职工幸福为重’的发展理念，贯彻创新驱动发展战略，打造国防科技工业‘自主创新’和‘航天强国’建设的核心力量，进入世界宇航微电子第一方阵，成为国内军工电子元器件的排头兵。”
“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”，习总书记提出要传承好、弘扬好这一新时代的北斗精神。和北斗系统工程同龄的772所，也经过了26年时光的江河奔涌、风云变幻。几代科研工作者“芯”火相传，把自己最美好的青春年华盛放于此。新征程的号角声已经响起，陈雷明白，有了底牌，才有底气。正是因为有了这样一群人经年累月的坚持和奋斗，将先进技术书写在祖国的尖端装备上，把科技成果应用于实现现代化强国的创建中，才不断地增加着国防的强度和博弈的力量。过往、今日的影像交织重叠，772所这艘民族航天科技之船，在承往启今的时间长河中将再度远航，守候初心，乘风破浪，续写新的传奇。
专家简介
陈雷，42岁，研究员，现任航天科技九院772所所长。入选中组部青年拔尖人才支持计划和科技部中青年领军人才、国防科技创新团队，获2019年军委科技委国防科技卓越青年科学基金。曾荣获国家技术发明奖一等奖、国防技术发明奖一等奖、国防科技创新团队奖。2020年入选中国科协第二十二届求是杰出青年。他作为我国宇航用FPGA技术带头人，在国际上率先提出了宇航用单粒子加固SRAM型FPGA技术路线，解决了宇航用核心关键元器件FPGA“卡脖子”技术难题，在国内率先实现国产宇航用FPGA的工程化应用，填补国内空白，达到国际先进水平。授权专利65项，发表论文71篇。
作者：吴彪 吕腾波 李爽 雷霏
抗辐射加固微电子论文 篇3：
电子材料
澳大利亚科学家成功分离出轻薄半导体材料磷烯
国立澳大利亚大学日前宣布，该校研究人员使用胶带分离出单原子层状磷烯，为制造超薄、超轻的太阳能电池和发光二极管创造了可能。
这一课题的主要研究人员、国立澳大利亚大学工程和计算机科学学院的卢曰瑞博士介绍说，他的研究小组使用胶带分离法，从磷的黑色结晶体上不断剥离出越来越薄的晶体层。磷烯是与硅一样的半导体，薄磷烯的性能比硅更好。
卢曰瑞说，磷烯显示出非常强的发光特性，不同厚度的磷烯发光性差异很大，这也提供了设备制造上的灵活性。通过改变磷烯的层数，人们可以精确地控制其光学带隙，而光学带隙决定材料的特性。这一研究成果发表在《自然》系列期刊《光学：科学与应用》上。（科技日报）
全球首个3D打印可使用电子元件问世
近日，加州大学伯克利分校和台湾国立交通大学协同合作，开发了一个设置在牛奶盒瓶盖上的感测装置，用来监测牛奶是否变质。加州大学伯克利分校感测器与执行器中心副主任Liwei Lin教授声称，任何人都可以通过3D打印机打印出基本电子元件：只需通过几个简单的指令到3D打印机，就可以让使用者打造自己的无线感测器。
其他研究人员已使用导电聚合物印制3D电路，即如同一个电子元件，不过Lin表示，此种方法印出的元件效能将永远不如使用真正金属作为导体的元件。Lin和他的同事也利用相同的技术制作打线和孔洞以连接所有的元件到无线电阻-电感-电容电路，当进行测试时，这个电路可实际运作。
用于概念验证原型的3D打印解析度约为30μm，以及被用于填充电子元件和内部互连的含银粒子液体浆料。打印产生的被动电路用于嵌入式电感-电容槽时，共振频率为530MHz，当牛奶变质，会显示4.3%的共振转移。
接下来，Lin将尝试打印金属材料，该元件的其余部分同时使用可处理这2种聚合物和金属的3D打印机印出。为证明此概念，Lin希望3D打印可以制造可监测血压、肌肉拉伤、药物浓度和类似医疗参数的植入性医疗装置。（电子工程世界）
意法半导体推出全球首款ESD保护芯片
意法半导体（ST）推出2款拥有优异静电放电及瞬态电压防护功能的控制器区域网路汇流排，是市场上唯一符合所有主要车用介面标准规范的介面保护晶片。
E S D C A N 0 2 - 2 B W Y和ESDCAN03-2BWY是车规双线Transil保护晶片，承袭ST在瞬态电压防护市场的长期领导优势及受益于其对汽车市场的深入了解。独特结合不同的参数，包括3.5pF超低电容和24V最低暂时过电压，ST成功地开发全球首款符合所有主要介面标准规范的CAN保护晶片，包括CAN-FD、LIN、FlexRay、MOST及SENT。
有关此项新产品的主要技术特性，低电容（最高3.5pF）：有助于降低高速通讯设计的成本，并简化设计。SOT323封装：现有解决方案中尺寸最小，有助于最大幅度地缩减晶片在电路板上的使用面积。ESDCAN02-2BWY的最低VBR为28V，符合车用反向电池的要求。ESDCAN03-2BWY的VCL极低，最高值为35V，是目前市场上最低的箝制电压值。2款新产品均符合ISO10605标准，能够处理该标准规定、最高±30kV的ESD突波，确保介面安全运作与执行。（经济日报）
英特尔、美光公布新存储芯片
英特尔和美光科技宣布已开发出了一种新型存储芯片，能够大幅提升计算机、智能机以及其它类型高科技产品的性能。
英特尔和美光计划在2016年开始销售这种芯片。该芯片的处理速度最高可达到当前多数移动设备所用NAND闪存芯片的1 000倍，可存储的数据容量是主流DRAM内存芯片的10倍。
这项技术名为3D Xpoint，虽然处理速度上还无法十分接近DRAM芯片，但是像NAND闪存芯片一样，即便在断电后它仍可以保存数据。英特尔和美光并未披露太多关于3D Xpoint的技术细节，包括他们使用的关键材料，但表示使用了一种独特方式来存储数据。
英特尔和美光高管预计，新芯片的速度将催生新型应用，令业界受益匪浅，特别是那些功能模式建立在大量数据基础之上的应用，比如语音识别、金融诈骗侦测以及基因组学。
但是这项新技术的重要性和独创性可能保守争议。近几年来，很多其他公司都已经宣布在存储芯片开发上取得了重要进展。创业公司Crossbar战略营销和商业开发副总裁萨尔文·杜波斯表示，英特尔和美光似乎仿效了其电阻式RAM技术的元素。（华尔街日报）
世界上最小的晶体管仅分子大小
IBM宣布制备成功了有史以来最小的晶体管——只有单个分子大小。
实现这一惊人成就的是来自一支德国、日本和美国的联合研究团队，他们在砷化铟晶体衬底上使用12个带正电的铟原子环绕一个酞菁分子，然后就得到了一个晶体管。
早在2012年，IBM就宣称成功将单个比特的信息集成到了12个原子构成的结构上，而这一次晶体管的制备成功又是在这一基础上的巨大飞跃。这个晶体管直径仅为167pm（1pm=10-12m），比之前最小的电路还要小42倍。
这一成就的基础是研究人员意外发现酞菁分子的取向会受到其上电荷的影响，然后通过扫描隧道电子显微镜的电子流限制铟原子的运动，将铟原子精确地限制在特定的栅格内。（中国电子材料行业协会）
国内首款自主多盘存储产品问世
基于国产申威处理器的国内首款安全存储——UIT创新科安全存储SCS1000系列产品近期正式亮相，该产品从核心器件到存储系统软件全部拥有自主知识产权，从主控板、磁盘管理到数据访问等多个方面进行安全强化，未来可广泛适用于政府办公、国防军工、航空航天等安全需求较高的领域。
据创新科总工程师徐永锋介绍，国内信息产业核心系统设备长期被国外巨头垄断，对于我国各领域信息安全构成潜在威胁，此次推出的安全存储产品，搭载了国产申威高性能多核处理器和国产睿思操作系统，配备创新科自主研发的UStor存储系统，保证了整个产品的绝对自主知识产权。
其中，申威高性能多核处理器采用对称多核结构和系统级芯片，在保证与国外同类产品性能不变的情况下，该产品还具有绿色节能、简单易用、管理便捷等特点。目前创新科已与中星微、中国网络电视台、中国电信等进行深度合作。（科技日报）
新材料技术可解决触摸屏幕眩光难题
近日，中国科学院西安光学精密机械研究所和中科创星孵化器在孵企业——西安钧盛新材料科技有限公司，成功研制出显示屏玻璃用抗眩光涂层材料，从而解决了触摸屏幕的眩光难题。
触摸屏幕表面的玻璃在户外或强光存在的环境下会反射光线，干扰屏幕显示的内容，造成屏幕发白，色彩还原性差，文字等细节信息无法看清。同时，反射的强光斑会损伤眼睛视网膜，导致黄斑病变。在夜间使用时，屏幕的高亮度光线没有经过任何阻挡直接进入人眼，容易造成眼睛疲劳、干涩、疼痛、眼花、畏光、头晕等症状，导致视力下降。国外在解决这一难题时基本上采用抗眩光处理。
此次研发的环保型喷涂抗眩光材料利用增材制造的原理，良品率达90%以上，而且可重工、成本低，生产过程对人体及环境均无危害。其被喷涂到玻璃表面后，不影响玻璃原有的透光率，同时玻璃表面的镜面反射大幅减弱，能明显提高触摸屏画面在强光下的可视度，使画面色彩更饱满，光线更柔和，大大缓解了用眼疲劳。（中国科学报）
北斗卫星全部使用国产CPU芯片
日前，在西昌卫星发射中心顺利升空2颗新一代北斗导航卫星，全部使用中国航天科技集团公司772所研制生产的国产CPU（微处理器）芯片。
在太空因为无大气层保护，集成电路极易被宇宙射线干扰而出现功能故障。集成电路抗辐射加固技术因此成为航天的核心共性基础技术，成立于1994年的772所，专门研制国产宇航芯片。
772所的技术路线是在芯片设计环节而非制造环节添加抗辐射特性，其宇航芯片可在普通芯片流水线上制造，迄今已研制成功200多种抗辐射加固集成电路，并出口国外，实现了宇航集成电路迈向国际的突破。
除了CPU，北斗双星的数据总线电路、转换器、存储器等近40款产品均为772所研制和生产，这是中国卫星首次成体系的、批量使用国产芯片，对航天工程的自主可控和创新发展具有里程碑式意义。（人民日报）
中科院研制出国际先进的氮化镓增强型MIS-HEMT器件
近日，中国科学院微电子研究所氮化镓（GaN）功率电子器件研究团队与香港科技大学教授陈敬团队，西安电子科技大学教授、中科院院士郝跃团队合作，在GaN增强型MIS-HEMT器件研制方面取得新进展，成功研制出具有国际先进水平的高频GaN增强型MIS-HEMT器件。
微电子所GaN功率电子器件研究团队通过耐高温刻蚀掩模技术，创新性地采用高温栅槽刻蚀工艺显著降低对沟道二维电子气的损伤，提高了刻蚀残留物的挥发。同时采用自主研制的臭氧辅助原子层沉积技术，制备出高绝缘、低缺陷的Al2O3栅介质，有效抑制了栅极漏电流。该GaN增强型MIS-HEMT的成功研制突破了栅槽刻蚀技术制备GaN功率电子器件的瓶颈，为进一步提高氮化镓电子器件的工作频率（10MHz以上）和转换效率奠定了扎实基础。（中国科学院）
京东方即将成为全球第3大面板厂商
京东方日前发布公告指出，公司已经与合肥官方签约，双方将合资400亿元打造10.5代面板生产线，预计在2015年第4季前开工、2018年第3季正式投产。主要生产65、75、61、70英寸产品，总产能达到每月9万张玻璃基板。
目前全球最高世代的液晶面板生产线是夏普在日本的10代线，京东方的新10.5代产线不但将超越夏普，还能大幅提高产能，有望使得京东方能一举超越群创、友达等对手，成为全球第3大的面板厂商，仅次于韩国的三星与LG。
根据Display Search的数据，京东方在2014年的计划出货量约为1 610万片，在全球居于第6，但2015年的出货量预估将上升到2 000万片，年增率高达24%，有望成为扩产速度最快的面板厂。（台-工商时报）
半导体所研制成功无源/半无源双模无线温湿度传感器
中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室研究员吴南健团队研制出一种低功耗无源/半无源双模无线温湿度传感器。
无线温湿度传感器在高危环境监测、紧急救援、先进物流仓储系统、设备监测、建筑物监测和文物监测等领域具有非常广阔的应用前景，但无线传感器的功耗和成本严重限制了无线传感器网络的大规模应用。在国家自然科学基金和国家科技支撑项目的支持下，课题组研制出一种可与现有商用超高频RFID系统完全兼容的低成本低功耗无源/半无源双模无线温湿度传感器。传感器采用了自主研发的核心芯片，可实现高效率的电磁波能量采集、身份识别、温湿度测量、数据处理和无线通信的功能，传感器的最大工作距离可达6m。该传感器符合ISO18000-6C国际标准，可通过现有商用超高频RFID阅读器进行操作，还可支持扩展多种其他功能的传感器。使用这种传感器有望将无线传感器网络融合至现有的超高频RFID系统中，从而大幅降低无线传感器网络的应用成本，提升无线传感器网络的市场竞争力。（中国科学院）
紫光集团收购美国芯片巨头美光科技
日前，中国国有企业紫光集团有限公司提出以230亿美元收购美国芯片巨头美光科技公司，该交易可能会面临监管障碍以及对这一收购报价的深度质疑，不过若成行，将成为中国公司对美国最大规模的收购交易。
将收购目标指向全球最大的芯片生产商之一美光科技本身就表明，中国有志成为一个主要参与者，不仅仅是在智能手机和电脑等电子设备的组装上，更是在拥有运行这些设备的关键组件方面。在过去的2年中，紫光集团已经通过全面收购2家主要的中国芯片生产商展讯通信和锐迪科微电子悄然建立了中国第一大半导体公司，并且成为英特尔和惠普在中国的主要合作伙伴。全球最大的芯片生产商英特尔2014年宣布，将购入紫光集团20%的股权。（中国半导体行业协会）