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国家标准计划《宇航用抗辐射加固集成电路单元库设计要求》由 TC425(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会)归口,TC425SC2(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会宇航电子分会)执行 ,主管部门为国家标准化管理委员会

主要起草单位 北京微电子技术研究所

目录

基础信息

计划号
20221836-T-469
制修订
制定
项目周期
12个月
下达日期
2022-12-30
申报日期
2022-04-15
公示开始日期
2022-09-16
公示截止日期
2022-09-30
标准类别
方法
国际标准分类号
49.140
49 航空器和航天器工程
49.140 航天系统和操作装置
归口单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会
执行单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会宇航电子分会
主管部门
国家标准化管理委员会

起草单位

目的意义

航天器、卫星、战略武器等宇航电子装备运行于空间天然辐射环境,辐射作用于电子系统的集成电路,会引起集成电路性能的退化、损伤或失效,导致电子装备出现故障甚至失效。

为确保我国宇航卫星、航天器的核心关键集成电路的先进性和自主可控,必须提高我国抗辐射加固集成电路的研制水平,实现宇航高端电路的研制。

当前规模千万门乃至上亿门、频率达到吉赫兹的高端集成电路的研制,离不开集成电路单元库的支撑。

单元库提供了成百上千个功能齐全、性能良好的底层逻辑单元,这些单元构成了集成电路内部不同的逻辑功能模块。

集成电路受到空间辐射的时候,这些底层子元,也就是单元库的抗辐射加固能力,是集成电路产品整体抗辐射性能优劣的核心关键,因此,单元库的抗辐射加固设计,即一套高质量的宇航用抗辐射加固单元库的开发至关重要。

单元库中每个单元的设计,在改变部分面积、功耗和性能基础上,器件级、电路级和版图层级的抗辐射加固设计手段可以应用在库单元的设计过程中,从而使得新开发的单元库具备一定的抗空间辐射能力并达到一定的抗辐射加固指标,利用抗辐射加固单元库,最终可实现支撑高端宇航用抗辐射加固集成电路的研制。

目前国内外国家级标准均未对单元库和抗辐射加固单元库的设计作出具体要求,多是对高可靠集成电路提出设计指导和要求。

二十多年来,北京微电子技术研究所采用抗辐射加固设计手段,从器件、电路、版图以及系统等不同层次进行单元库的开发,成功研制了0.35um、0.18um、65nm、28nm、22nm等工艺节点的系列抗辐射加固单元库。

这些单元库成功应用于数百款国产宇航集成电路的研制,在满足功能、性能基础上,均具备较高的辐射可靠性指标,保证了集成电路在空间可靠在轨运行,上百款产品成功实现了上星应用。

随着高端抗辐射加固集成电路元器件的国产化替代和自主研制的进一步需求,对抗辐射加固单元库提出了持续的高可靠要求,北京微电子技术研究所基于成熟的抗辐射加固单元库和集成电路产品设计经验,在总结二十多年技术积累基础上,开展抗辐射加固单元库设计研究,形成该标准,指导抗辐射加固单元库的开发与评价。

范围和主要技术内容

航天器、卫星、战略武器等宇航电子装备运行于空间天然辐射环境,辐射作用于电子系统的集成电路,会引起集成电路性能的退化、损伤或失效,导致电子装备出现故障甚至失效。为确保我国宇航卫星、航天器的核心关键集成电路的先进性和自主可控,必须提高我国抗辐射加固集成电路的研制水平,实现宇航高端电路的研制。 当前规模千万门乃至上亿门、频率达到吉赫兹的高端集成电路的研制,离不开集成电路单元库的支撑。单元库提供了成百上千个功能齐全、性能良好的底层逻辑单元,这些单元构成了集成电路内部不同的逻辑功能模块。集成电路受到空间辐射的时候,这些底层子元,也就是单元库的抗辐射加固能力,是集成电路产品整体抗辐射性能优劣的核心关键,因此,单元库的抗辐射加固设计,即一套高质量的宇航用抗辐射加固单元库的开发至关重要。 单元库中每个单元的设计,在改变部分面积、功耗和性能基础上,器件级、电路级和版图层级的抗辐射加固设计手段可以应用在库单元的设计过程中,从而使得新开发的单元库具备一定的抗空间辐射能力并达到一定的抗辐射加固指标,利用抗辐射加固单元库,最终可实现支撑高端宇航用抗辐射加固集成电路的研制。 目前国内外国家级标准均未对单元库和抗辐射加固单元库的设计作出具体要求,多是对高可靠集成电路提出设计指导和要求。二十多年来,北京微电子技术研究所采用抗辐射加固设计手段,从器件、电路、版图以及系统等不同层次进行单元库的开发,成功研制了0.35um、0.18um、65nm、28nm、22nm等工艺节点的系列抗辐射加固单元库。这些单元库成功应用于数百款国产宇航集成电路的研制,在满足功能、性能基础上,均具备较高的辐射可靠性指标,保证了集成电路在空间可靠在轨运行,上百款产品成功实现了上星应用。 随着高端抗辐射加固集成电路元器件的国产化替代和自主研制的进一步需求,对抗辐射加固单元库提出了持续的高可靠要求,北京微电子技术研究所基于成熟的抗辐射加固单元库和集成电路产品设计经验,在总结二十多年技术积累基础上,开展抗辐射加固单元库设计研究,形成该标准,指导抗辐射加固单元库的开发与评价。