NTU 科研团队历时6年开发出能免受辐射损害的智能芯片

由南大电气电子工程学院教授张健学博士领导的六人研究团队，花了六年的时间研究出智能芯片，名为“Latchup Detection and Protection”(LDAP)。

张建学博士与其研究团队，来源 ：NTU官网

LDAP芯片运用到的技术至今已申请了两项专利，并已在回旋加速器中进行重离子测试。现由通过“NTUitive”创业计划孵化的本地新兴科技公司Zero-Error Systems(ZES)将技术商业化。

芯片的实际应用

张健学博士指出，他们保护卫星免受辐射损害的新方法有别于传统。传统方法是对卫星的每个部件使用抗辐射的太空级电子器件。除了十分昂贵以外，这使卫星更重，组件的选择也受限，只能使用老一代的组件制造。

LDAP智能芯片在卫星中安装，可检测出能对电子设备造成损害的重离子辐射，及时安全关闭卫星中的其他电子设备，过后再重新开启。

这可让卫星制造商使用消费级电子产品，如手机中使用的电子器件，来制造卫星，不必使用传统的太空级电子器件。

ZES公司首席技术官舒为博士受访时解释，大多数先进的消费级微芯片目前不能用于太空，尽管它们比太空级微芯片更先进，也便宜100至1000倍。例如一个过时的抗辐射计算微芯片的价格可能超过10万美元(约13万5707新元)，而一个智能手机计算微芯片的价格大约50元。

舒为指出：“将我们的技术与先进的消费级电子产品结合起来，可让向太空发射的卫星和卫星星座更具成本效益。”

该芯片已作为辐射保护电路的一部分，安装在日本九州技术研究所为日本、巴拉圭和菲律宾建造的三颗微卫星(picosatellite)上，预计将在明年首次向太空发射。

辐射硬化设计(RHBD)设计方法，来源：IEEE

即将到来的ZES-NTU卫星创新

在ZES的产品阵容中，NTU有两项创新项目正在开展中。

第一项创新是用于小型卫星组件的防辐射电源管理集成电路，与传统的负载点模块相比，该集成电路紧凑，可靠且效率更高。这将使电子组件最佳运行，而不会因重离子辐射而中断电源。

第二种产品是硅芯片制造商独特的辐射硬化“构件”，它将消除几乎所有由随机重离子引起的电子电路错误。

在Shu博士，联合创始人Juanda博士和Chong Kwen Siong博士的带领下，ZES引领着技术发展，现在ZES正在扩大其运营范围，并正在与合作伙伴共同为“新空间”行业进行技术研发。

筹得250万新元拓展资金

ZES公司成功筹集了250万新元的拓展资金，多个投资方当中包括飞机制造商空中客车旗下的创投公司Airbus Ventures，SEEDS Capital，Silicon Solution Ventures，NTU的战略研究创新基金，私人投资者和ZES创始人的投资。

ZES的联合创始人兼董事总经理Tang Pen San博士表示，新资金将使这家初创公司迅速扩大其业务规模，并与国际客户合作，将他们的产品组合部署到太空和其他应用中，包括自我开发。驾驶高度自治的车辆。

“能够使用消费级电子产品改变了新太空产业的游戏规则。” “除了大幅降低成本外，最先进的消费级设备，如AI芯片和高性能现场可编程门阵列-一种可以在制造后针对不同应用进行重新编程的集成电路-还将提高功能和性能。这些新卫星。”

（a) rhbd8051单片机的布局视图

b)实验室测试用rhbd8051单片机的测试板

来源：IEEE

空中客车创投合伙人Mathieu Costes先生补充道：“在空中客车创投，我们很荣幸将ZES加入我们的全球创新太空系统产品组合。我们很高兴委托ZES创始团队，将令人印象深刻的新技术带给太空电子领域的挑战以及大型自动驾驶汽车，代表了我们在新加坡的第二笔交易。我们很高兴与我们的投资者集团一起，将新的卓越太空生态系统整合在一起。

SEEDS Capital总经理Yeoff先生表示：“ ZES使卫星制造商能够以当今成本的一小部分构建最先进的功能。我们认为ZES是新加坡充满活力的太空技术生态系统的有希望的补充，并期待支持公司在继续扩大业务规模方面的增长。”

Silicon Solution Partners(SSP)的创始合伙人兼执行长Ng先生认为：“ ZES在太空电子领域的产品路线图肯定会增值，以加快更复杂的数字信号处理(DSP)电子芯片组的部署。这将进一步增强我们在太空电子领域的新加坡高科技技术人才。”

张建学博士与其研究团队，来源 ：NTU官网

参考资料：

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.