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首先是总剂量辐照(tid),芯片在钴-60源持续的伽马射线照射下,模拟在轨数年累积的辐射损伤。
测试人员小心翼翼地定时取出,测量其参数漂移。
指标在缓慢劣化,但始终未超出设计冗余范围,tid试验过关。
接下来的单粒子效应(see)试验,才是真正的“鬼门关”
。
在专用的粒子加速器终端,芯片被高能重离子束流轰击,模拟宇宙射线中的高能粒子击中硅片可能引发的灾难。
王磊在研究院通过保密线路,焦虑地等待着每一次轰击后的结果反馈。
第一次,较低能量的离子束。
监测系统报告多个存储单元翻转,但纠错电路(e)成功工作,功能无损。
单粒子翻转(seu)截面符合预期,甚至略好。
第二次,提高能量。
除了更多seu,监测到电源端一个异常短暂的电流毛刺,随即消失。
“疑似单粒子瞬态(set),未引发后续问题。”
电话那头工程师汇报。
第三次,使用更高线性能量传输值(let)的重离子,模拟最恶劣的银河宇宙射线环境。
束流过后,短暂的寂静,然后电话里传来工程师急促的声音:“供电电流异常!
急剧上升!
保持高位!
是单粒子锁定(sel)!”
观察室(远程)和测试间里的空气瞬间凝固。
sel,os工艺在空间环境中的“癌症”
,一旦发生,芯片内部会形成低阻通路,电流暴增,若不能及时切断电源,瞬间过热烧毁是大概率事件。
王磊的心猛地一沉。
“执行紧急断电预案!”
测试负责人果断下令。
外部保护电路在毫秒级时间内切断了芯片电源。
几秒后,尝试重新上电。
第一次上电,无响应。
芯片如同死去。
第二次上电,延长复位脉冲宽度,依然沉默。
就在几乎要宣告失败时,负责测试的老工程师坚持再试一次,调整了上电时序。
漫长的、令人绝望的十几秒后,监控屏幕上,一个代表芯片核心逻辑启动的标志信号灯,微弱但顽强地闪烁了一下,继而稳定亮起!
“有响应了!
部分功能恢复!”
声音带着劫后余生的颤抖。
后续详细测试表明,芯片经历了一次严重的sel事件。
得益于版图设计时采用的深阱隔离和保护环等加固措施,以及最关键、最及时的外部系统断电保护,致命的电流烧毁被避免。
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