解決抗輻射芯片設計的重大技術難題

　　航天芯片抗輻射該怎么做？以往有個笨辦法——給電路穿上厚厚的“外衣”，但這將使器件重量大幅增加；另外，還可以試著改變制造工藝，但這樣投入巨大。如何低成本地研制出抗輻射芯片，成為困擾世界各國科學家的難題。

　　1999年，趙元富團隊提出采用低成本的“設計加固”思路，即只需利用民用集成電路制造生產(chǎn)線，通過設計環(huán)節(jié)而非制造環(huán)節(jié)就能研制出抗輻射的宇航集成電路。

　　這樣一來，抗輻射難度就全部轉移到了芯片設計上，而抗輻射芯片設計又是個世界性難題。

　　面對航天工程的迫切需求，趙元富和他的團隊首先選取“王冠上的鉆石”——抗輻射中央處理器作為技術應用的核心攻關產(chǎn)品，并進行了大量的技術試驗。

　　為了打造可靠的“中國芯”，抗輻射芯片都要經(jīng)過地面模擬太空輻射環(huán)境下的試驗驗證與評估。為完成更多產(chǎn)品的輻射試驗，團隊成員需要盡快進入密封的真空輻射罐中，更換剛剛輻射完的試驗樣品，再準備下一輪試驗。而每次輻射試驗一般至少需要24小時，甚至幾天不間斷進行。為了試驗的“無縫對接”，團隊成員餓了吃泡面，困了打地鋪，連續(xù)緊盯幾十個小時，成了家常便飯。

　　十年后，趙元富團隊研制的國產(chǎn)CPU獲得了成功，不僅速度高、接口類型更多、可變性更強，也更適合衛(wèi)星不同功能組件的需求。

　　如今“中國芯”表現(xiàn)越來越出色，大幅提升了宇航集成電路國產(chǎn)化率。除CPU外，北斗衛(wèi)星上的數(shù)據(jù)總線電路、轉換器、存儲器等數(shù)十款產(chǎn)品均為七七二所研制和生產(chǎn)，單顆北斗導航衛(wèi)星使用團隊研制的電路達數(shù)十款、1000余只，為北斗導航核心元器件國產(chǎn)化率100%發(fā)揮了關鍵作用。實現(xiàn)了中國衛(wèi)星成體系批量使用國產(chǎn)芯片，對航天工程的自主可控和創(chuàng)新發(fā)展具有里程碑意義。

打造航天微電子領域的中國名片

　　“我們不僅是在產(chǎn)品上有創(chuàng)新，還通過機理揭示、技術發(fā)明、平臺開發(fā)、產(chǎn)品研制和型號應用的系統(tǒng)創(chuàng)新，實現(xiàn)了我國抗輻射加固集成電路研制能力的跨越發(fā)展。”趙元富說，“系統(tǒng)創(chuàng)新要有活潑的團隊文化，我們在團隊內(nèi)部成立多學科融合的開放式學習小組，鼓勵學術爭鳴，十余年堅持不懈，為團隊技術創(chuàng)新提供了氛圍和源泉。”

　　“我們的團隊平均年齡34歲，現(xiàn)在以七七二所所長陳雷為代表的中青年技術骨干已經(jīng)開始挑大梁，致力于打造航天微電子領域的中國名片。”趙元富告訴記者，航天科技集團九院七七二所抗輻射加固集成電路技術創(chuàng)新團隊組建經(jīng)過20多年的磨礪、傳承和發(fā)展，已成為一支“老中青”結合、多專業(yè)融合、具有國際視野的技術創(chuàng)新人才隊伍。團隊將始終以“創(chuàng)新引領，鑄芯航天”為使命，建設成為我國抗輻射加固集成電路領域的專業(yè)人才成長搖籃，力爭成為國際領先的抗輻射加固集成電路技術創(chuàng)新團隊，為國防安全建設、人類太空探索和航天技術應用持續(xù)貢獻力量。

　　（記者 袁于飛）