宇航电子器件空间辐射效应数据库大揭秘

上官士鹏 空间抗辐射 今天

作者：上官士鹏

2020年注定将是不平凡的一年。百年不遇的疫情在全世界蔓延，好在祖国已经将疫情控制住，一切都将过去。

宇航电子器件空间辐射效应数据库自2018年1月正式上线以来已两年有余。数据库由中科院国家空间科学中心空间环境效应研究室开发，可复制链接www.seeep.ac.cn至浏览器访问，也可从空间中心主页www.nssc.ac.cn“在线资源”之“空间环境效应分析平台”处间接访问。数据库旨在促进宇航用器件及电路辐射效应数据的交流共享及科学研究教育应用。经过两年多的运行，目前数据库共有1500余份文档、6000余条数据，涵盖卫星常用的10大类器件（信号处理类器件、非易失类存储器、易失类存储器、混合电路、线性器件、逻辑类器件、电源组件、光电器件、晶体管、其他），包括总剂量、单粒子、位移损伤三种常见的辐射效应数据。

2017年，NASA的元器件及封装（NEPP）机构针对大量使用低等级COTS器件的小型空间任务，提出了共享COTS器件数据实施高可靠小型空间任务的“bigger thoughts”。宇航电子器件空间辐射效应数据库大概就是这bigger thoughts的先行者吧。

下面将对数据库这两年的数据收集和使用情况进行揭秘。

1.    数据库数据两年来的整体状况如何
数据库的数据来源于ESA、NASA、IEEE-NS、NSREC、RADECS、国内外宇航器件研制单位公开的器件数据、空间中心内部激光及重离子试验数据等。上线之初，有文件1000余份、数据条目近5000个，增加到现在的1500余份文件、6000余条数据。

近两年增加的数据主要来自国外抗辐射芯片设计制造商Atmel、3DPlus、及辐照试验单位GSI；国内抗辐射芯片设计制造商北京微电子技术研究所（中国航天772研究所）；IEEE-TNS & NSREC 2018/2019以及国家空间科学中心2018、2019年的单粒子效应脉冲激光试验数据。

数据库中数据条目60%约为单粒子效应数据，可见单粒子对航天电子器件的影响和危害最广泛，大家在使用和试验中也最为关注。

2.    数据库的最大数据来源是哪些
数据库最大的数据来源为每年举办的IEEE Nuclear & Space RadiationEffects Conference（NSREC）会议。数据库上线之初就对NSREC 2008年至2018年十年的数据进行了整理上传。NSREC代表了国际上最新的抗辐射试验的最新动态，数据库每年都会及时跟进整理并统一上传。

数据库的第二大数据来源为IEEE Radiationand Its Effects on Components and Systems (RADECS)近10年的数据。

数据库的第三大数据来源为空间环境效应实验室自成立之初至今的单粒子效应脉冲激光试验数据（数据权限为内部，仅供实验室内部参考使用）。其中，国内两家开展激光试验测试样品最多的为中科院空间应用中心、中电集团24所，两家单位利用激光分别测试了百余款器件的单粒子效应。

空间应用中心代表的几款器件如下：

中电24所几款代表器件如下：

空间中心作为国内单粒子效应激光试验的引领单位，将继续为国内的抗辐射器件的研发、筛选、加固提供快捷的试验支撑。
3.    注册数据库的人都来自哪里

截止到今天，数据库共有来自全国各地、各单位的注册会员433人。

作为一个由中科院建立起来的数据库平台，注册人员来源最多的为科学院内部的各个研究所，占了38%。其次第二位国内的各个大学，占了28%；第三为中电集团的各个研究所，占了11%。

已注册的会员如果觉得我们的数据库发挥了作用还请大家多向身边的人推广、介绍啊！！！

4.    哪些数据被下载最多

数据库的约1500份文档累计下载3000余次，近半的文档都被下载过！其中下载最多的前3篇文档下载次数分别为198、171、164次。

3篇文档分别是：

  • Guide to the2014 IEEE RadiationEffects Data Workshop Record

  • Heavy Ion and Proton SELCharacterization on Selected EEE Component Types Used in ISS Equipment

  • Guide to the 2012 IEEE RadiationEffects Data Workshop Record

这几篇文档都是RadiationEffects Data Workshop的数据目录，单个文档包含了当期会议的所有数据条目，所以被大家下载的最多。

5.    数据库成功案例有哪些

随着快速响应卫星、载人航天、科学与应用任务的卫星等高集成度要求、综合一体化、小型化、在轨长期不间断值班的要求；COTS工艺可靠性增强、TID日益不敏感，以及宇航级新产品性能体积不满足要求，成本高。越来越多无抗辐射效应数据的芯片在航天中被应用，对于无抗辐射效应数据的器件，首先利用数据库进行检索，依据相同、相近型号器件的数据将减少抗辐射效应试验工作量，指导后续试验更有针对性的开展。

  • 为中电集团某项目选用的几百款无辐射效应数据的器件提供了数据检索，提供了包括MCU、FPGA、FLASH、SRAM、ADC、驱动器、以太网交换器、电源模块、时钟驱动电路等近百款器件数据，考虑到工艺相似型号相近等，将待开展试验的器件减少到几十款。

  • 为航天一院某任务某功能模块选用的27款FPGA、SRAM、CPLD、晶振等器件提供了数据检索，其中有16款器件有相同或相近型号数据。

    通过抗辐射效应数据库的检索，两家单位对所选的器件的抗辐射效应情况有了初步的判断，后续开展试验的器件缩减到只占总器件清单的30%和50%。

6.    为数据库上传共享过数据的是哪些人

目前，共有17人为数据库上传了约100份文档。其中，上传数量排在前3的分别是Hellfire(上传27份)，shrakee(上传26份)，ducg(上传12份)。

感谢大家为数据库所做出的无私贡献。

 

宇航电子器件空间辐射效应数据库已上线两年多，小抗利用自己有限的力量尽可能的网罗了世界范围内的所有公开数据和内部实验室数据，近期已将CERN Radiation Working Group的数据下载完毕，不日也将上传。本着“我为人人，人人为我”的数据交流与共享精神，大家也都通过上传共享数据获得下载其他数据的权限，这才有了数据库不断的数据增长以及大家使用的便利。

欢迎大家多多访问、多多上传、多多下载宇航电子器件辐射效应数据，实现“共享COTS器件数据实施高可靠小型商业航天任务的bigger thoughts”吧。





做实验，搞科研，学知识

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