NTU 科研團隊歷時6年開發出能免受輻射損害的智能晶片

2020年10月29日   •   9234次閱讀

由南大電氣電子工程學院教授張健學博士領導的六人研究團隊,花了六年的時間研究出智能晶片,名為「Latchup Detection and Protection」(LDAP)。

張建學博士與其研究團隊,來源 :NTU官網

LDAP晶片運用到的技術至今已申請了兩項專利,並已在回旋加速器中進行重離子測試。現由通過「NTUitive」創業計劃孵化的本地新興科技公司Zero-Error Systems(ZES)將技術商業化。

晶片的實際應用

張健學博士指出,他們保護衛星免受輻射損害的新方法有別於傳統。傳統方法是對衛星的每個部件使用抗輻射的太空級電子器件。除了十分昂貴以外,這使衛星更重,組件的選擇也受限,只能使用老一代的組件製造。

LDAP智能晶片在衛星中安裝,可檢測出能對電子設備造成損害的重離子輻射,及時安全關閉衛星中的其他電子設備,過後再重新開啟。

這可讓衛星製造商使用消費級電子產品,如手機中使用的電子器件,來製造衛星,不必使用傳統的太空級電子器件

ZES公司首席技術官舒為博士受訪時解釋,大多數先進的消費級微晶片目前不能用於太空,儘管它們比太空級微晶片更先進,也便宜100至1000倍。例如一個過時的抗輻射計算微晶片的價格可能超過10萬美元(約13萬5707新元),而一個智慧型手機計算微晶片的價格大約50元。

舒為指出:「將我們的技術與先進的消費級電子產品結合起來,可讓向太空發射的衛星和衛星星座更具成本效益。」

該晶片已作為輻射保護電路的一部分,安裝在日本九州技術研究所為日本、巴拉圭和菲律賓建造的三顆微衛星(picosatellite)上,預計將在明年首次向太空發射

輻射硬化設計(RHBD)設計方法,來源:IEEE

即將到來的ZES-NTU衛星創新

在ZES的產品陣容中,NTU有兩項創新項目正在開展中。

第一項創新是用於小型衛星組件的防輻射電源管理集成電路,與傳統的負載點模塊相比,該集成電路緊湊,可靠且效率更高。這將使電子組件最佳運行,而不會因重離子輻射而中斷電源。

第二種產品是矽晶片製造商獨特的輻射硬化「構件」,它將消除幾乎所有由隨機重離子引起的電子電路錯誤。

在Shu博士,聯合創始人Juanda博士和Chong Kwen Siong博士的帶領下,ZES引領著技術發展,現在ZES正在擴大其運營範圍,並正在與合作夥伴共同為「新空間」行業進行技術研發。

籌得250萬新元拓展資金

ZES公司成功籌集了250萬新元的拓展資金,多個投資方當中包括飛機製造商空中客車旗下的創投公司Airbus Ventures,SEEDS Capital,Silicon Solution Ventures,NTU的戰略研究創新基金,私人投資者和ZES創始人的投資。

ZES的聯合創始人兼董事總經理Tang Pen San博士表示,新資金將使這家初創公司迅速擴大其業務規模,並與國際客戶合作,將他們的產品組合部署到太空和其他應用中,包括自我開發。駕駛高度自治的車輛。

「能夠使用消費級電子產品改變了新太空產業的遊戲規則。」 「除了大幅降低成本外,最先進的消費級設備,如AI晶片和高性能現場可編程門陣列-一種可以在製造後針對不同應用進行重新編程的集成電路-還將提高功能和性能。這些新衛星。」

(a) rhbd8051單片機的布局視圖

b)實驗室測試用rhbd8051單片機的測試板

來源:IEEE

空中客車創投合伙人Mathieu Costes先生補充道:「在空中客車創投,我們很榮幸將ZES加入我們的全球創新太空系統產品組合。我們很高興委託ZES創始團隊,將令人印象深刻的新技術帶給太空電子領域的挑戰以及大型自動駕駛汽車,代表了我們在新加坡的第二筆交易。我們很高興與我們的投資者集團一起,將新的卓越太空生態系統整合在一起。

SEEDS Capital總經理Yeoff先生表示:「 ZES使衛星製造商能夠以當今成本的一小部分構建最先進的功能。我們認為ZES是新加坡充滿活力的太空技術生態系統的有希望的補充,並期待支持公司在繼續擴大業務規模方面的增長。」

Silicon Solution Partners(SSP)的創始合伙人兼執行長Ng先生認為:「 ZES在太空電子領域的產品路線圖肯定會增值,以加快更複雜的數位訊號處理(DSP)電子晶片組的部署。這將進一步增強我們在太空電子領域的新加坡高科技技術人才。」

張建學博士與其研究團隊,來源 :NTU官網

參考資料:

1. "NTU spin-off Zero Error Systems launches new radiation-protection chips for satellites and autonomous vehicles" NTU Media Release;

2. 「NTU researchers invent new cost-saving chip to protect satellite electronics from radiation in space」 Straits Times

3. K.-S. Chong, N. K. Z. Lwin, W. Shu, and J. S. Chang, 「Radiation-Hardened-By-Design (RHBD) Digital Design Approaches: A Case Study on an 8051 Microcontroller,」 in Proc. IEEE Int. Sym. Circuits & Systems (ISCAS), 2020, Spain.

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