中国航天技术突破的背后关键技术——抗辐射芯片

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作者：微信文章

声明:本文内容均引用权威资料结合个人观点进行撰写，文末已标注文献来源及截图，请知悉。

这几年伴随中国航天事业持续地向前发展，越来越多的航天成果逐渐成为公众关注的重点。

从“嫦娥”探月工程，到“天宫”空间站；从神舟飞船顺利发射的这种状况，到对外宣告“2030年中国人要登月”的这样的规划，航天领域的讯息接连不断。

每一回的进展都能让人心生振奋，不过在这背后支撑所有这些的技术，却通常不被人们所知晓。



其中抗辐射芯片乃是航天科技的关键构成部分，肩负着确保卫星、空间站等航天装备在太空中稳定运行的重要使命。

尽管这类技术不像“星链”或者“可重复使用火箭”那般时常出现在新闻的重要方位，但它的重要性不可轻视。

航天设备的隐形守护者——抗辐射芯片

我们都明白，太空环境对电子设备而言是极具挑战性的。

因缺乏大气层保护，宇航器与卫星会直接暴露于强烈宇宙辐射之下。即便最先进的芯片，在这般严苛条件下，也可能出现故障，从而无法正常工作。

为解决此问题，科学家们研发出了抗辐射芯片。这些芯片经由特殊设计与适宜材料选择，能在高辐射环境中稳定运行。



以往我们常听到的芯片技术，往往聚焦在先进的制程技术上，比如14纳米、7纳米等，这些都是为了追求更高的运算速度和更低的功耗。

不过对航天级芯片来说，抗辐射才是最为关键的要求。

美国的宇航级芯片通常落后于商业芯片至少两代，65纳米的工艺已经足够，而28纳米才算是先进的技术。

这是因为制程越发先进，芯片对于辐射的敏感性也就愈发强。

在太空中，这种高辐射的环境，或许会致使7纳米的芯片难以承受。

因此航天芯片更多地依赖于抗辐射能力而非超小的制程。

中国的航天芯片发展：从跟随到领跑

中国的航天技术近年来突飞猛进，尤其是在抗辐射芯片的研发上，逐渐迎头赶上。

我们最为熟知的“龙芯”系列芯片，便是其中的重要代表。早在2019年，龙芯公司便公开了他们的宇航级抗辐射芯片。



这些芯片自2006年开始研制，已经成功推出了5款抗辐射CPU，其中三款应用于北斗卫星系统。

不过龙芯的抗辐射芯片虽然具有一定的能力，但与国际顶尖水平相比，仍存在差距。

例如龙芯的抗辐射能力一般为100克拉德，而生物部禁止出口的芯片技术，其抗辐射能力能达到10的11次方克拉德每秒，属于极高的辐射容忍度。

这种技术要求已经远远超出普通航天级芯片的标准，甚至达到了可能应对极端战争条件下核辐射的水平。



航天行业的隐性技术：中科院与航天九院

随着中国在航天领域逐步地崛起，越来越多的科研机构开始投身于抗辐射芯片的研发之中。中科院以及航天九院772所便是其中较为突出的代表。

中科院的微电子技术研究所已经成功地研发出了多类抗辐射芯片，这些芯片，主要是用于中国的空间站系统。

而航天九院772所的赵元富院士，更是被誉为中国宇航级芯片的“开路先锋”。

赵院士带领的团队成功开发出多款具备国际竞争力的宇航级芯片，而且这些芯片在北斗导航、载人航天、探月工程等多个关键领域得到了应用。

赵院士的研究成果，不仅填补了国内的空白，还将中国的抗辐射芯片技术推向了国际前沿。



未来的航天芯片：挑战与机遇并存

随着航天技术持续发展，抗辐射芯片的需求会进一步提升。

尤其在往后，因为空间激光通信、空间攻防武器、空间太阳能电站等新式航天技术的出现，对高压功率器件的需求更加急切。

怎样在高压、大功率的环境里，确保芯片的抗辐射能力，已经变成全球科技界遭遇的重大挑战。

而中国在这一方面的潜力十分巨大。

倘若我们能够突破高压功率器件的技术瓶颈，不但能够为航天技术的发展给予更强大的保障，甚至有很大可能在太空电力、太空武器等领域取得全球领先的地位。

想象一下，未来在太空中建造一个光伏电站，经由它为卫星激光武器进行充电，这听起来是否既令人兴奋又充满挑战？



结语：航天技术的背后是“隐形的力量”

在航天事业不断发展进步的背后，抗辐射芯片作为其核心技术之一，正默默地发挥着重要的作用。

虽然它不像火箭发射以及载人登月那般成为公众所关注的焦点，但是它却乃是航天设备能够在太空中长久且稳定运行的“隐形力量”。

中国在这一领域持续取得进展，正为我国航天事业的未来奠定坚实的基础。

随着这些技术慢慢变得成熟，我们能肯定，以后中国的航天技术会在国际舞台上闪耀出更耀眼的光彩。

参考文献：

1、《中国科技核心期刊目录》（2024年版）：收录了中文期刊2022种和英文期刊196种，共计2218种，是了解中国科技领域核心期刊的重要资源

2、《中国科技发展历程》：详细介绍了中华民族的科技活动悠久历史，以及16世纪中期以前一直处于世界科技舞台中心的成就。

3、《中国科技70年：重大科技成就一览》：回顾了新中国成立70年来中国科技事业走过的不平凡发展之路，以及重大科技成就。


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