Лого Сделано у нас
145

"Микрон" разработал космические чипы

Компьютерное оборудование не всегда отвечает космическим требованиям. Зачастую в ход идут микросхемы, не предназначенные для использования на орбите, что провоцирует падения спутников. Российское предприятие "Микрон" разработало чипы, которые обеспечат бесперебойную работу оборудования в космосе в течение 10-15 лет.

На одной кремниевой пластине помещается больше десятка микросхем. Все они разные, но одинаково предназначены служить высокой цели. Их установят на компьютеры космических аппаратов.

"Вы слышали о периодических падениях наших спутников. В частности, это связано и с использованием иностранной компонентной базы, не предназначенной для использования в космическом пространстве. Разработан целый комплект микропроцессоров и других схем, которые удовлетворяют требованиям наших стандартов и должны обеспечить бессбойную работу космической аппаратуры на протяжении 10-15 лет", — пояснил Николай Шелепин, заместитель генерального директора по науке ОАО "НИИМЭ и Микрон".

 

Конструкторы зеленоградского предприятия "Микрон" работали над дизайном этих чипов три года. Задача сложная: ведь в космосе, помимо температуры на компьютерные системы влияет еще и повышенная радиация, и сильные электромагнитные импульсы.

"Нужно не только создать микросхему, но и провести испытания. Причем должна пройти испытания не только микросхема, но и аппаратура вместе с ней. Поэтому ожидаем, что в ближайшей перспективе год-два будет очень массовое применение нашей элементной базы. И наши аппараты в космосе будут очень надежными", — рассказал о сложностях производства Геннадий Красников, руководитель группы компаний "Микрон".
Новые технологии защиты от космического излучения повышают надежность процессора. Эти свойства пригодятся и на Земле. Микросхемы нового поколения можно использовать и в авиации, и в российской военной технике. На сегодня "Микрон" уже производит 42% всей микроэлектроники в стране. Это здесь выпускают миллионы билетов для транспорта, чипы для биометрических паспортов, сим-карты.

"Гибридные чип-модули для универсальной электронной карты могут быть и контактные, и бесконтактные. Для паспортно-визовых документов — это чисто бесконтактная конструкция, которая работает с антенной. Вместе они могут быть использованы около валидатора или другого устройства, для которого они предназначены, чтобы записывать и считывать информацию", — объясняет Александр Егорчиков, заместитель начальника цеха по технологиям.

Компания прошла международную сертификацию на производство чипов для банковских карт. Уровень защиты у них должен быть такой, что всего несколько предприятий в мире смогли добиться права разрабатывать микросхемы и писать под них программное обеспечение. В сфере высоких технологий чем меньше продукт, тем больше затраты на его производство. Конкуренция велика, и без помощи государства российским фирмам сложно было бы выжить.

"В прошлом году здесь была освоена линейка 90 нанометров, которая явилась плодом государственно-частного партнерства.6,5 мрд вложило государство в это производство. Такие же деньги вложил частный капитал.В итоге мы получили конкурентоспособное предприятие отечественной микроэлектроники", — отметил Павел Куцко, заместитель директора департамента радиоэлектронной промышленности Минпромторга РФ
Почтичетверть продукции "Микрона" идет на экспорт.В области профессиональной специализированной электроники российские компании работают на уровне мировых достижений.Но вот место на потребительском рынке нашим производителям очень сложно отвоевать у зарубежных гигантов. Поддержать наши предприятия должна государственная программа развития электронной промышленности.До 2025 года в высокотехнологичное производство вложат 500 миллиардов рублей.

  • 1
    Izon Izon
    10.09.1309:06:26
    "+"
    Кто знает, объясните, почему такая большая площадь у кристалла для космоса?
    Обычно в пределах 10мм2, а тут все 400 мм2 будут. Ну, снизили они проектные нормы для этих целей, но не на столько же?
    • 2
      user78 user78
      10.09.1309:48:08
      Для надёжности. Чем мельче элемент, тем легче он выйдет из строя при попадании какой-нибудь сверхбыстрой космической частицы. Поэтому для космоса выгоднее делать микросхемы по более "толстому" техпроцессу.
      • 1
        Нет аватара ITop
        10.09.1319:20:06
        "Чем мельче элемент, тем легче он выйдет из строя при попадании какой-нибудь сверхбыстрой космической частицы"

        Это заблуждение. Более радиационно стойкие как раз более тонкие техпроцессы при прочих равных.

        Вот на эту тему хорошая статья:
        Микроэлектроника для космоса и военных
      • 0
        Нет аватара g553640
        10.09.1323:59:42
        Чем мельче элемент, тем легче он выйдет из строя при попадании какой-нибудь сверхбыстрой космической частицы.

           
        Любая микросхема с дыркой работать не сможет. Но чем меньше она по размерам, тем меньше вероятности, что эта частица в нее попадет.
    • 4
      Next_warrior Next_warrior
      10.09.1310:48:59
      Вот хорошая статья на хабре по этой теме.

      Микроэлектроника для космоса и военных

      UPD:

      Меня опередили, не посмотрел комментарии. =(

      Этот ресурс где все всё и так знают.

      Удивить вас нелегко.
      Отредактировано: Next_warrior~10:57 10.09.13
    • Комментарий удален
    • 3
      Нет аватара rtr67
      10.09.1314:19:23
      Стойкость к космическим воздействиям достигается не столько увеличением проектных норм, сколько применением специальной схемотехники. Так, устойчивая к воздействию космических частиц ячейка статической памяти может иметь площадь большую в 4-5 раз чем у обычной ячейки. Соответственно и блок памяти с такими ячейками имеет очень большую площадь. Например, статическая память объёмом 1 Мбит может иметь площадь до 60-80 кв.мм. (техпроцесс с минимальной длиной канала транзистора 0,25 мкм).
    • 2
      Нет аватара ITop
      10.09.1319:28:54
      Проектные нормы никто не снижает для этого. Радиационно стойкие процессоры делаются с большим количеством транзисторов, чем обычные. Там надо использовать избыточность, контроль чётности, защиту от сбоев, вызываемых попаданием заряженных частиц высоких энергий.

      Для сравнения: импортный процессор, который стоит на марсоходе стоит 200 тыщ долларов. Поэтому особо экомить на площади кристалла смысла нет, на конечную стоимость не сильно это влияет. Ну сделают таких чипов сотню-другую в год.
  • Комментарий удален
  • 16
    Нет аватара Vedomir
    10.09.1309:41:28
    Очень надеюсь увидеть на Микроне современные техпроцессы и отечественные процессоры для всех классов устройств.

    Для интересующихся отличием космической электроники от обычной - Микроэлектроника для космоса и военных

    Тяжелые заряженные частицы (ТЗЧ) — протоны, альфа-частицы и ионы больших энергий
    Это самая большая проблема космической электроники — ТЗЧ имеют такую высокую энергию, что «пробивают» микросхему насквозь (вместе с корпусом спутника), и оставляют за собой «шлейф» заряда. В лучшем случае это может привести к программной ошибке (0 стать 1 или наоборот — single-event upset, SEU), в худшем — привести к тиристорному защелкиванию (single-event latchup, SEL). У защелкнутого чипа питание закорачивается с землей, ток может идти очень большой, и привести к сгоранию микросхемы. Если питание успеть отключить и подключить до сгорания — то все будет работать как обычно.

    Возможно именно это было с Фобос-Грунтом — по официальной версии не-радиационно-стойкие импортные микросхемы памяти дали сбой уже на втором витке, а это возможно только из-за ТЗЧ (по суммарной набранной дозе излучения на низкой орбите гражданский чип мог бы еще долго работать)

    Именно защелкивание ограничивает использование обычных наземных микросхем в космосе со всякими программными хитростями для увеличения надежности.

    Бороться с защелкиванием можно несколькими способами:

    1) Следить за потребляемым током, и быстро передергивать питание
    2) Использовать микросхемы на сапфировой подложке (Silicon-on-sapphire, SOS, в более общем виде Silicon-on-insulator, SOI) — это исключает формирование биполярных паразитных транзисторов и соответственно защелкивание. Программные ошибки тем не менее все равно могут быть. Пластины кремний-на-сапфире стоят дорого, обрабатывать их сложно, и они имеют ограниченное применение в гражданском секторе — соответственно производство получается дорогим.
    3) Использовать так называемый triple-well процесс — он также очень сильно снижает возможность защелкивания микросхемы за счет дополнительной изоляции транзисторов pn-переходом, но не требует каких-то особенных пластин или оборудования и соответственно само производство намного дешевле кремния на сапфире.

    Исторически, в СССР и России больше работали с кремнием на сапфире, а на западе — стараются как можно больше использовать обычный кремний с triple-well (чтобы совмещать с коммерческими продуктами и снижать стоимость), но и SOS/SOI тоже делают по необходимости.


    Из предыдущей статьи мы уже знаем, что микросхемы не растут на деревьях, разрабатывать их долго и дорого. Это в полной мере относится и к военным и космическим микросхемам. Ситуация тут однако усугубляется мелкосерийностью — и по своей инициативе что-либо разрабатывать заводу становится крайне сложно: потратить условно 1млн$ на разработку, а покупателям нужно всего 10 микросхем. За сколько их нужно продавать? 100'000$? 200'000$?

    Поэтому государство финансирует ОКР на разработку нужных промышленности микросхем, и этих ОКР тьма тьмущая. Для примера можно глянуть на список ОКР одного Интеграла (там кстати и мелкие FPGA уже есть). Именно так появился и отечественный ARM — Миландр выполняя ОКР купил лицензию на Cortex-M3, cделал микроконтроллер для военных и произвел в нужном количестве, а затем — выпустил его и в гражданском варианте (и пластиковом корпусе), по конкурентоспособной цене.

    Конечно, не все можно разработать с разумными затратами. Одно из больных мест — большие FPGA. Сама микросхема FPGA — не сложная в разработке, но вот софт для синтеза может быть очень сложным. В таких случаях может быть выгодным приобретение импортных микросхем в виде пластин с большим запасом, их тестирование и корпусировка. Вероятно так и появились отечественные FPGA 5576ХС4Т и 5576ХС3Т — которые программно совместимы с Altera но имеют отличающуюся распиновку.

    В общем, сейчас российская электронная промышленность может разработать и произвести любую военную и космическую микроэлектронику (особенно после приобретения нового оборудования Микроном в 2007 и 2011 годах), но для этого кто-то должен эту разработку заказать и профинансировать с учетом срока разработки и изготовления в несколько лет. Или напрямую, или через государственную ОКР. Так что если вы слышите в интервью какого-нибудь руководителя слова «Вот, плохая отсталая отечественная промышленность не делает нам нужные микросхемы» это нужно понимать как «Мне лень профинансировать или выбить финансирование на создание всех нужных микросхем».

    Но конечно много техники, сделанной 5-15 лет назад построены на импортных ключевых компонентах — это результат наших потерянных 90-х, когда в микроэлектронике все было совсем печально (впрочем, как и везде в то время). Вынужденное использование импортных компонент в 90-е и начале 2000-х — это конечно плохо и опасно, но выбор стоял простой- или делаем на импорте, или не делаем вообще. Последние годы за исправление ситуации с отечественной военной электроникой похоже взялись как следует, и находить оправдания для использования импортных компонент будет все сложнее.
    • 3
      Нет аватара Igor Fominyh
      10.09.1309:46:35
      Чёрт! Опередил! Сам хотел эту ссылку сюда поставить    
    • 2
      Нет аватара vitas
      10.09.1310:53:01
      Замечательный комментарий к отличной новости   
    • 1
      Next_warrior Next_warrior
      10.09.1310:55:41
      Опередили. Елки палки, не посмотрел, пойду свой коммент редактировать.
  • 4
    Kolyda Kolyda
    10.09.1310:19:50
    Вот замечательная новость! Пора, пора уходить от электронной зависимости от запада.
  • 2
    Нет аватара Snowmage
    10.09.1311:13:56
    Новости ОГРОМНЫЙ "+"!!!!   
  • 1
    Нет аватара someuser
    10.09.1312:54:07
    А по номенклатуре есть сведения? На сайте Микрона сходу не нашёл.
  • 3
    club-k club-k
    10.09.1313:31:36
    РЕАЛЬНО отличная новость!
    +100500   
  • -1
    Нет аватара CrazyHummer
    10.09.1315:23:10
    А никто не знает почему наши предриятия не участвовали в международном консорциуме 22нм? Насколько я помню несколько лет назад крупные компании IBM, SAMSUNG и т.д. обьединились для разработки технологии производства по 22нм норме - чтобы противостоять Intel. Насколько я помню, участие в концерне было открытое, но наших предприятий я там так и не увидел. А 22нм отличается от 90нм (которую мы имеем сейчас) почти в 17 раз.
    Отредактировано: CrazyHummer~15:23 10.09.13
    • 1
      Нет аватара mmx
      10.09.1315:29:11
      А 22нм
      отличается от 90нм (которую мы имеем сейчас) почти в 17 раз.

      А если еще раз посчитать?    
      • 5
        Нет аватара CrazyHummer
        10.09.1315:50:41
        А если еще раз посчитать?


        да, кстати, давайте еще раз прикинем: 90*90=8100, 22*22=484. Далее: 8100 / 484 = 16.736
        Т.е. площадь микросхемы сделанной по 22нм техпроцессу будет почти в 17 раз меньше чем площадь микросхемы выполненной по 90нм техпроцессу (при одинаковом количестве транзисторов на обоих сравниваемых микросхемах). Или можно по-другому взглянуть - микросхема по 22нм техпроцессу при той же площади кристала что и микросхема на 90нм техпроцессе будет иметь в 17 раз больше транзисторов (такой подход удобно применять к военной технике - там же обьем часто ограничен - вот и прикидывайте - процессоры у разных производителей и имеющие одинаковые обьемы могут отличаться по вычислительной мощности в разы)
        • 1
          Нет аватара mmx
          10.09.1317:07:40
          Ну в твоем посте про площади ни слова не было. Так можно и объем начать считать и в четвертое измерение залезть    
          • 2
            Нет аватара CrazyHummer
            10.09.1317:50:35
            Ну в твоем посте про площади ни слова не было.

            Размеры техпроцесса указывают на минимально-возможное одно измерение. Пока микросхемы делают двумерными (хотя и с кучей слоев), но все же основной параметр - площадь кристалла. Поэтому при уменьшении размера техпроцесса в 2 раза, виигрыш по площади будет в 4 раза.

            В общем, все это детали. Основной момент - почему не влезли в концерн 22нм в свое время?
        • 0
          Нет аватара MsDemonId
          10.09.1317:30:41
          такой подход удобно применять к военной технике - там
          же обьем часто ограничен
          Это у военной то ограничен? Шутник    
          • 0
            Нет аватара CrazyHummer
            10.09.1317:52:27
            Это у военной то ограничен?

            Ага, уточните при случае у производителей высокоточного оружия и самолетов. Да и в боеголовку баллистической ракеты тоже никто не откажется впихнуть процессоры в разы быстрее если будет такая возможность.
            • 3
              Лариса Милеева Лариса Милеева
              10.09.1321:18:58
              Ага, уточните при случае у производителей высокоточного оружия и самолетов. Да и в боеголовку баллистической ракеты тоже никто не откажется впихнуть процессоры в разы быстрее если будет такая возможность.

              У военных существует правило: лучшее- враг хорошего. Графику им не рисовать, большинство их задач легко распаралеливается, а точность управляемого оружия более определяется точностью и быстродействием датчиков цели и весьма инерционными в сравнению с процессором механизмами управления. Для БЧ МБР возможностей процессора класса 486- более чем достаточно.
    • 0
      Izon Izon
      10.09.1318:05:56
      А какие условия вступления? У меня есть контора: сайты делаем. Можно вступить?
      Отредактировано: Izon~18:07 10.09.13
      • 1
        Нет аватара CrazyHummer
        10.09.1318:16:01
        Напишите им, никто же не мешает? Правда, есть подозрение что в связи с окончанием разработок по 22нм техпроцессу концерн уже ведет исследования по 16нм техпроцессу.

        PS А прикольно у нас минусы тут ставят - за вопросы, которые приходят в голову любому здравомыслящему человеку кто немного в теме.
    • 0
      Нет аватара Igor_U
      10.09.1323:39:11
      А никто не знает почему наши предриятия не участвовали в международном консорциуме 22нм?

      Членство в подобных союзах как правило обходится весьма дорого.
      Как Вы и написали
      крупные компании IBM, SAMSUNG и т.д. обьединились для разработки

      - крупные компании, во-первых, могут это себе позволить (там бюджеты на исследования миллиардами долларов исчисляются). Во-вторых, в союзе участвуют компании, для которых полученный результат будет экономически оправдан (ну то есть, они потом на этом будут зарабатывать).
      В России же нет подобных крупных компаний, а также российские компании выпускают серийно относительно недорогой нишевый продукт, в котором применение передовых (а значит дорогих) техпроцессов не будет экономически оправдано. Производство сложного малосерийного продукта, выгоднее заказать у контрактников, нежели создавать свою фабрику.
      Отредактировано: Igor_U~23:39 10.09.13
      • 0
        sepheronx sepheronx
        11.09.1308:45:52
        Well, MCST is working on the Elbrus 4C which I am surprised, it is being posted to be 28nm rather than the supposed 65nm that was mentioned quite a while ago: http://mcst.ru/vosmiyader...rocessor-s-arkhitekturoj-  elbrus I much look forward to this processor, as it will be server grade designed for workstations, servers and HPC's
        Отредактировано: sepheronx~08:47 11.09.13
      • 0
        Нет аватара CrazyHummer
        11.09.1311:10:05
        Членство в подобных союзах как правило обходится весьма дорого.
        Как Вы и написали

        Ну да, давайте запросим все высокие технологии - дорого же! Хотя, когда покупали фабрики для "Микрона" - суммы вливали внушительные - и цели ставили амбициозные - выйти на мировой уровень. В итоге - не вышли (смысл тогда был на пол-пути останавливаться?)
        В общем, не убедили.
        • 0
          Нет аватара rtr67
          11.09.1317:40:37
          То что сейчас на Микроне точно существует: техпроцессы КМОП 180 нм, 90 нм, а также КМОП КНИ 250 нм, 180 нм - вполне себе мировой уровень, уровень таких компаний как X-FAB и TowerJazz, например. Это конечно не TSMC, Samsung или IBM, но нельзя же вот сразу после 15 лет забвения прыгнуть на передний край микроэлектроники (хотя и хочется, мне самому было бы интересно поработать с техпроцессом 22 нм)    
        • 0
          Нет аватара Igor_U
          11.09.1319:36:47
          Хотя, когда покупали фабрики для "Микрона" - суммы вливали внушительные - и цели ставили амбициозные - выйти на мировой уровень.

          Ту продукцию, что выпускает (и собирается) Микрон как раз по аналогичным технологиям в мире и производят - это и есть мировой уровень, которого ранее в России не было!
          И о каких суммах идет речь? Если говорить о порядках сумм - названные Вами компании, как я уже сказал, на исследования годовые тратят по несколько миллиардов долларов. Затраты Микрона на так называемые новые мощности не превышают миллиарда долларов (и это в течении где-то около 7 лет).
          смысл тогда был на пол-пути останавливаться?

          что значит на полпути? Судя по заявлениям представителей Микрона, технологии, которые было в планах освоить, в значительной степени отлажены, осуществляется выпуск продукции, которая поставляется потребителю.
          Так что логическое завершение начатого присутствует.
          В общем, не убедили.

          Кто не убедил и в чем?
          Отредактировано: Igor_U~19:45 11.09.13
  • 1
    Нет аватара Oldsailor
    10.09.1318:09:43
    Однозначный плюс!
  • 0
    Нет аватара Esp
    11.09.1300:05:29
    Жирный плюс.

    А раньше такие не разрабатывали? Писали где-то, что Россия была вынуждена закупать подобные чипы за границей.
  • 1
    Сергей Сягаев Сергей Сягаев
    11.09.1312:11:07
    Про номенклатуру, однако, молчат.
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,