導(dǎo)讀：4月14日，英飛凌公布第一款用于太空旅行的防輻射串行2Mb FRAM（鐵電RAM），而過人之處在于在宇航器件上實(shí)現(xiàn)了驚人的“無限壽命”。

  

圖：壽命無限的存儲(chǔ)器

英飛凌的這顆FRAM存儲(chǔ)芯片符合QML-V標(biāo)準(zhǔn)（航天級(jí)IC的最高質(zhì)量和可靠性標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證），基于其材料特性和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了幾乎無限的使用壽命，同時(shí)超過100年（85°C下可保存120年，實(shí)際使用一般更長(zhǎng)）的數(shù)據(jù)保留能力也已經(jīng)超過了人類目前的宇航史。

芯片大師曾經(jīng)盤點(diǎn)盤點(diǎn)：那些宇航級(jí)CPU和“上天”的奧秘，要知道，用在航天器上的器件，一般優(yōu)化性能、體積遠(yuǎn)比提升使用壽命（穩(wěn)定性）要容易得多。跟民用級(jí)IC相比，壽命更是甩開幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

不為人知的是，在功率領(lǐng)域獨(dú)步天下的英飛凌背后，在航天領(lǐng)域擁有近40年積累的“黑科技”。

  

圖：首位登上太空的華人物理學(xué)家王贛駿

1985年，NASA的“挑戰(zhàn)者”號(hào)搭載了七名宇航員進(jìn)入太空，其中包括第一位進(jìn)入太空的華人和一面五星紅旗。

同年，一個(gè)名為IR HiRel（后于2014年成為英飛凌子公司）的項(xiàng)目啟動(dòng)，開始為航天器提供頂級(jí)可靠性和抗輻射性能的器件。

次年，“挑戰(zhàn)者”號(hào)因一枚鋼圈在發(fā)射不久失效造成爆炸，造成7名宇航員在全世界關(guān)注中喪生，成為人類宇航史上最慘烈的事故，也是一起最著名的因器件失效導(dǎo)致的災(zāi)難。

因此，宇航級(jí)器件的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和性能冗余預(yù)期再一次被人類的終極夢(mèng)想和痛苦回憶拉高。

  

圖：抗輻射雙功率MOSFET

1985年，IR HiRel項(xiàng)目推出了第一個(gè)產(chǎn)品，一款是硬功率MOSFET。這種器件于1960年誕生于貝爾實(shí)驗(yàn)室，而功率器件界的元老IR（國(guó)際整流器）公司1947年就成立了，也是有史以來第一家提供宇航級(jí)MOSFET的制造商。

IR HiRel的產(chǎn)品因最佳性能和使用壽命的設(shè)計(jì)而一直延續(xù)至今，包括用于地球同步和地球靜止軌道、中地球軌道 (MEO) 和低地球軌道 (LEO) 的數(shù)千個(gè)項(xiàng)目中。

這些器件和航天器一起常年暴露在大量的輻射中，也成為器件最高可靠性的一面旗幟。例如六個(gè)月的火星之旅，需要面對(duì)的輻射相當(dāng)于300毫西弗水平，而國(guó)際空間站上六個(gè)月大約是90毫西弗。相比之下，地球上民用器件的輻射環(huán)境通常不到不到1毫西弗。

  

圖：火星車的計(jì)算、控制等系統(tǒng)需要大量IC

因此，前往火星的器件是目前人類技術(shù)能夠達(dá)到的另一個(gè)水準(zhǔn)，這樣的強(qiáng)抗輻射器件IR HiRel一共制造了數(shù)千個(gè)，主要用于NASA的探測(cè)器和火星車中。

迄今為止，IR HiRel開發(fā)的芯片共參與了五次NASA的火星探測(cè)計(jì)劃，最近一次是2021年發(fā)射的“恒心”號(hào)。

IR HiRel的宇航級(jí)MOSFET、IC和功率半導(dǎo)體被用于飛行計(jì)算機(jī)、電機(jī)控制、雷達(dá)和任務(wù)儀器中。同時(shí)，為了長(zhǎng)期研究火星生命跡象，器件受到了空前苛刻的空間環(huán)境測(cè)試。

據(jù)英飛凌的消息，英飛凌開發(fā)的存儲(chǔ)器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了零缺陷，所有宇航級(jí)存儲(chǔ)產(chǎn)品均需要送到美國(guó)本土完成封裝和測(cè)試，數(shù)據(jù)保存能力高達(dá)100至250年。

迄今為止，IR HiRel的工程師為2,000多個(gè)不同的任務(wù)提供了可靠的支持，包括DC-DC、穩(wěn)壓器、功率晶體管、二極管和IC，用項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的話說，“我們的產(chǎn)品幾乎出現(xiàn)在每個(gè)太空項(xiàng)目中”。