航天产品新时代：耐辐射商业航天产品

作者：Gabino Alonso，T.J. Fure

最近的发展使得在太空开展业务变得更加容易，因为越来越多的公司基础。以前仅由主要国防承包商和国家政府组成的市场已被越来越多的商业公司所扰乱，这些公司决心将企业部署到我们陆地范围之外。这种范式转变也推动了航天产品的新发展，这将对所有客户的航天器尺寸和性能产生巨大而令人兴奋的影响。

有前途的商业公司用太空技术巨额投资的报道来填充新闻。随着公司开发新的运载火箭方法，发射成本已降至历史最低水平。高达10亿美元的投资将用于部署低地球轨道（LEO）卫星星座，以连接全球偏远角落的人们。增加互联网连接的其他方法包括高空无人机（UAV）。这些方法需要更多的集成部件来构建更小、更轻的平台来实现其目标。

显然，对太空产品创新的需求从未如此之高。ADI公司在航天业务领域有着悠久的历史，致力于提供最高的质量、可靠性和对太空辐射破坏性影响的弹性。我们的传统航天产品线在业内众所周知，硬化度超过100克拉德，使这些产品适用于最恶劣的轨道。

ADI公司以开发面向商业市场的新型IC而闻名，这些IC使我们的客户能够设计出更小、更高效的产品。然而，将这些产品过渡到符合空间要求的产品既复杂又耗时。绝大多数新IC都基于BiCOMS工艺构建，使我们能够将双极和CMOS工艺技术的优点结合起来。然而，从辐射耐受性的角度来看，这些BiCOMS设备要求我们表征和减轻总电离剂量（TID）和单事件效应（SEE）的影响。这延长了我们需要发布新产品的开发时间 新产品更快。

推动新产品开发的另一个因素是封装，因为许多新产品都采用独特的封装设计，以提高商用IC的性能。在某些情况下，当商业产品的性能直接与现有的非密封封装挂钩时，将商业产品过渡到太空变得不切实际。这可能包括与额外的寄生效应相关的问题，这些问题需要完整的新密封封装开发、昂贵的封装后修整重新开发，或采购新的高度复杂的测试系统和处理机。无论问题是什么，我们提供现有的商业产品，这些产品以前没有机会过渡到太空产品，因为投资太大而无法证明。

幸运的是，还有其他力量在起作用，使我们能够更快地开发更先进的产品。首先是LEO的总剂量辐射要求低于传统轨道，因此可以满足30克拉德至50克拉德耐受性的产品是可以接受的。第二个是支持在太空中使用飞行塑料封装模块（PEM）的浪潮，直到最近，EEE零件经理和工程师还对这一想法表示了彻底的蔑视。这并不容易，但如果做得好并被太空界接受，这些发展将为性能的显着提高以及航天器的尺寸，重量和功率（SWaP）的减小打开大门。

生产具有最高质量和可靠性的符合空间要求的PEM对于我们的共同成功至关重要。世界各地的主要航天机构长期以来一直有PEM后处理的规范，以使其有资格用于空间。由于过程中固有的风险和不确定性，太空界长期以来一直抵制使用PEM，包括批次可追溯性，辐射测试结果的有效性，测试程序相关性以及缺乏制造商保修和支持。进行测试既昂贵又耗时，并且存在大量故障的风险，使设计人员不得不使用不同的部件重新开始该过程，添加屏蔽或包括其他增加成本和重量的缓解技术。如果我们作为制造商提供符合空间要求的PEM产品，这些风险将大大降低。如果我们提供的产品有库存，它还开辟了显着改善构建计划的可能性。

为了满足这些需求，ADI公司推出了一系列新的商用航天产品。在这条生产线中，我们将提供三种不同的流程，针对客户的不同要求，具体取决于他们将要飞行的卫星数量。最低流量适用于希望在太空中大量飞行的纯商业太空客户，为辐射要求提供特殊支持。中级流量是一种优化的流量，可提供额外的辐射测试、筛选和批次鉴定。这些流程可能会满足绝大多数商业太空客户的需求。

高水平流量将改进的质量和可靠性筛选和鉴定与辐射表征和保证相结合。组合流程将包括TID和SEE的辐射表征以及TID的批次鉴定。所需的工作是广泛的，单价必须反映这一点。即便如此，与现有的太空合格产品相比，性能优势以及尺寸、重量和功率的减少以及质量和辐射保证将远远超过成本的合理性，并使未来的航天器能够以比以往更低的总成本提供更高的性能。

我们充分认识到，并非每个特派团都能接受PEM产品。因此，我们将继续开发类似的先进产品，用于密封封装，其中前面提到的封装挑战被证明是可控的。为了将我们的精力集中在真正改变您未来航天器的产品上，我们将不胜感激您的来信。请让我们知道哪些ADI公司产品对您的航天器的SWaP和性能影响最大。它可以是小的减少乘以航天器中的许多用途，或者是将许多功能和保护特性集成到一个功能很少的单个组件中的产品。我们未来的产品开发将在很大程度上由客户需求驱动。

审核编辑：郭婷