航天產(chǎn)品新時代：耐輻射商業(yè)航天產(chǎn)品

作者：Gabino Alonso，T.J. Fure

最近的發(fā)展使得在太空開展業(yè)務(wù)變得更加容易，因為越來越多的公司基礎(chǔ)。以前僅由主要國防承包商和國家政府組成的市場已被越來越多的商業(yè)公司所擾亂，這些公司決心將企業(yè)部署到我們陸地范圍之外。這種范式轉(zhuǎn)變也推動了航天產(chǎn)品的新發(fā)展，這將對所有客戶的航天器尺寸和性能產(chǎn)生巨大而令人興奮的影響。

有前途的商業(yè)公司用太空技術(shù)巨額投資的報道來填充新聞。隨著公司開發(fā)新的運載火箭方法，發(fā)射成本已降至歷史最低水平。高達10億美元的投資將用于部署低地球軌道（LEO）衛(wèi)星星座，以連接全球偏遠(yuǎn)角落的人們。增加互聯(lián)網(wǎng)連接的其他方法包括高空無人機（UAV）。這些方法需要更多的集成部件來構(gòu)建更小、更輕的平臺來實現(xiàn)其目標(biāo)。

顯然，對太空產(chǎn)品創(chuàng)新的需求從未如此之高。ADI公司在航天業(yè)務(wù)領(lǐng)域有著悠久的歷史，致力于提供最高的質(zhì)量、可靠性和對太空輻射破壞性影響的彈性。我們的傳統(tǒng)航天產(chǎn)品線在業(yè)內(nèi)眾所周知，硬化度超過100克拉德，使這些產(chǎn)品適用于最惡劣的軌道。

ADI公司以開發(fā)面向商業(yè)市場的新型IC而聞名，這些IC使我們的客戶能夠設(shè)計出更小、更高效的產(chǎn)品。然而，將這些產(chǎn)品過渡到符合空間要求的產(chǎn)品既復(fù)雜又耗時。絕大多數(shù)新IC都基于BiCOMS工藝構(gòu)建，使我們能夠?qū)㈦p極和CMOS工藝技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合起來。然而，從輻射耐受性的角度來看，這些BiCOMS設(shè)備要求我們表征和減輕總電離劑量（TID）和單事件效應(yīng)（SEE）的影響。這延長了我們需要發(fā)布新產(chǎn)品的開發(fā)時間 新產(chǎn)品更快。

推動新產(chǎn)品開發(fā)的另一個因素是封裝，因為許多新產(chǎn)品都采用獨特的封裝設(shè)計，以提高商用IC的性能。在某些情況下，當(dāng)商業(yè)產(chǎn)品的性能直接與現(xiàn)有的非密封封裝掛鉤時，將商業(yè)產(chǎn)品過渡到太空變得不切實際。這可能包括與額外的寄生效應(yīng)相關(guān)的問題，這些問題需要完整的新密封封裝開發(fā)、昂貴的封裝后修整重新開發(fā)，或采購新的高度復(fù)雜的測試系統(tǒng)和處理機。無論問題是什么，我們提供現(xiàn)有的商業(yè)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品以前沒有機會過渡到太空產(chǎn)品，因為投資太大而無法證明。

幸運的是，還有其他力量在起作用，使我們能夠更快地開發(fā)更先進的產(chǎn)品。首先是LEO的總劑量輻射要求低于傳統(tǒng)軌道，因此可以滿足30克拉德至50克拉德耐受性的產(chǎn)品是可以接受的。第二個是支持在太空中使用飛行塑料封裝模塊（PEM）的浪潮，直到最近，EEE零件經(jīng)理和工程師還對這一想法表示了徹底的蔑視。這并不容易，但如果做得好并被太空界接受，這些發(fā)展將為性能的顯著提高以及航天器的尺寸，重量和功率（SWaP）的減小打開大門。

生產(chǎn)具有最高質(zhì)量和可靠性的符合空間要求的PEM對于我們的共同成功至關(guān)重要。世界各地的主要航天機構(gòu)長期以來一直有PEM后處理的規(guī)范，以使其有資格用于空間。由于過程中固有的風(fēng)險和不確定性，太空界長期以來一直抵制使用PEM，包括批次可追溯性，輻射測試結(jié)果的有效性，測試程序相關(guān)性以及缺乏制造商保修和支持。進行測試既昂貴又耗時，并且存在大量故障的風(fēng)險，使設(shè)計人員不得不使用不同的部件重新開始該過程，添加屏蔽或包括其他增加成本和重量的緩解技術(shù)。如果我們作為制造商提供符合空間要求的PEM產(chǎn)品，這些風(fēng)險將大大降低。如果我們提供的產(chǎn)品有庫存，它還開辟了顯著改善構(gòu)建計劃的可能性。

為了滿足這些需求，ADI公司推出了一系列新的商用航天產(chǎn)品。在這條生產(chǎn)線中，我們將提供三種不同的流程，針對客戶的不同要求，具體取決于他們將要飛行的衛(wèi)星數(shù)量。最低流量適用于希望在太空中大量飛行的純商業(yè)太空客戶，為輻射要求提供特殊支持。中級流量是一種優(yōu)化的流量，可提供額外的輻射測試、篩選和批次鑒定。這些流程可能會滿足絕大多數(shù)商業(yè)太空客戶的需求。

高水平流量將改進的質(zhì)量和可靠性篩選和鑒定與輻射表征和保證相結(jié)合。組合流程將包括TID和SEE的輻射表征以及TID的批次鑒定。所需的工作是廣泛的，單價必須反映這一點。即便如此，與現(xiàn)有的太空合格產(chǎn)品相比，性能優(yōu)勢以及尺寸、重量和功率的減少以及質(zhì)量和輻射保證將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過成本的合理性，并使未來的航天器能夠以比以往更低的總成本提供更高的性能。

我們充分認(rèn)識到，并非每個特派團都能接受PEM產(chǎn)品。因此，我們將繼續(xù)開發(fā)類似的先進產(chǎn)品，用于密封封裝，其中前面提到的封裝挑戰(zhàn)被證明是可控的。為了將我們的精力集中在真正改變您未來航天器的產(chǎn)品上，我們將不勝感激您的來信。請讓我們知道哪些ADI公司產(chǎn)品對您的航天器的SWaP和性能影響最大。它可以是小的減少乘以航天器中的許多用途，或者是將許多功能和保護特性集成到一個功能很少的單個組件中的產(chǎn)品。我們未來的產(chǎn)品開發(fā)將在很大程度上由客戶需求驅(qū)動。

審核編輯：郭婷