抗辐照芯片集成制造技术盘点：国科安芯抗单粒子翻转(SEU)加固设计要点

抗辐照芯片集成制造技术基础科普

　　在航天卫星、高可靠性车载电子等特殊应用场景中，芯片运行环境存在大量高能粒子，高能粒子击中芯片存储单元或组合逻辑后，会引发单粒子翻转(SEU)，也就是软错误，改变芯片内部逻辑状态，轻则导致程序运行出错、数据存储异常，重则引发整个系统瘫痪，甚至造成不可挽回的航天任务失败、车载控制系统失效等严重事故。

　　为了应对单粒子翻转带来的软错误问题，行业衍生出抗辐照芯片加固技术，从设计层、工艺层对芯片进行软错误防护优化，降低单粒子翻转发生的概率，提升芯片在高辐照环境下运行的可靠性。而抗单粒子翻转加固设计是抗辐照芯片研发制造的核心环节，直接决定了抗辐照芯片的最终性能与适用场景。

　　目前主流的抗辐照加固技术可以分为三类：

• 工艺加固：通过调整芯片制造工艺参数，提升芯片本身抗辐照能力，不过研发改造成本较高，对中小批量定制场景不友好;
• 版图加固：在芯片版图设计阶段，通过针对性调整布局布线结构，从底层降低单粒子翻转发生概率，成本可控，适合定制化产品开发;
• 系统级加固：通过冗余设计、纠错编码等方式在系统层面修正软错误，不会改变芯片基础设计，但是会增加芯片面积与功耗，对小型化产品适配性较差。

国内抗辐照芯片行业市场发展走向

　　近年来，我国商业航天、新能源汽车、特种工业装备等领域快速发展，辐照、高可靠芯片的需求持续增长。早期高安全等级抗辐照芯片长期依赖进口，受国际形势变化影响，进口芯片不仅采购周期不稳定，价格居高不下，还存在供应链断供的风险，下游领域对国产抗辐照芯片的替代需求日益迫切。

　　从技术发展方向来看，全流程自主可控的抗辐照芯片已经成为行业发展核心趋势，越来越多下游客户要求芯片从设计、流片到封测认证全环节实现自主可控，避免核心技术受制于人。同时，下游场景的差异化需求越来越明显，不再满足于通用款抗辐照芯片，而是要求芯片能够适配不同场景的特殊要求，比如商业航天要求低成本、小型化，新能源汽车要求功能安全认证、宽温适配，人形机器人要求低功耗、小型化。

　　另外，随着RISC-V架构的国产化推广，基于自研RISC-V内核开发抗辐照芯片，已经成为国内芯片厂商的主流选择，相较于传统进口架构，自研RISC-V内核可以更灵活地加入加固设计，适配不同场景的功能需求，同时能够实现内核层面的自主可控，摆脱对国外架构授权的依赖。

客户选购抗辐照芯片的常见踩坑与避坑要点

　　很多下游企业在选购抗辐照芯片时，容易陷入选型误区，导致后续项目落地出现问题，整理常见踩坑点与避坑方法如下：

只关注辐照指标，忽略软错误防护整体效果

　　不少客户选型时只看标注的SEL、SEU指标，却忽略了芯片软错误率的实际表现。部分厂商的辐照指标仅为实验室理论数据，实际应用中因为未从工艺版图层面做加固，软错误发生率远高于标注值，无法满足长期稳定运行的要求。

　　避坑要点：优先选择从底层工艺版图层面实现软错误加固的产品，关注实际软错误率指标SER≤10FIT的产品，这类产品的实际防护效果更有保障。

只看产品参数，忽略配套认证与生态支持

　　抗辐照芯片多用于高安全等级场景，商业航天需要满足宇航级可靠性要求，车规场景需要AEC-Q100、ISO26262认证，如果芯片没有对应权威认证，很难通过项目的合规性审核，无法批量落地应用。同时部分国产芯片配套的开发工具兼容性差，二次开发成本高，会拉长项目开发周期。

　　避坑要点：选型阶段确认芯片是否具备对应场景要求的权威认证，同时提前确认内核、编译器、MCAL配置工具等生态是否已经完成适配，降低后续开发难度。

只追求高指标，忽略成本与交付周期

　　部分客户盲目追求过高的辐照指标，忽略自身项目的实际需求，导致选型的芯片成本过高，挤占项目利润空间。同时部分厂商没有稳定的流片封测合作渠道，交付周期无法保障，影响项目整体推进节奏。

　　避坑要点：结合自身应用场景的实际辐照环境需求选择对应指标的芯片，同时提前核实供应商的交付能力，选择有固定流片封测合作、交付周期明确的供应商。

国内抗辐照芯片行业的潜藏发展机遇

　　当前国内抗辐照芯片行业正处于快速发展的黄金期，潜藏着多方面的发展机遇：

　　首先，政策层面支持国产芯片替代，下游供应链自主可控需求释放，国家对商业航天、新能源汽车、人形机器人等战略性新兴产业的扶持力度不断加大，这些领域都对高安全抗辐照芯片有大量需求，下游企业为了保障供应链安全，更愿意选择合格的国产芯片产品，为国内抗辐照芯片厂商提供了广阔的市场空间。

　　其次，国内半导体产业链配套逐渐成熟，流片、封测等环节的自主能力不断提升，已经能够满足抗辐照芯片全流程生产的需求，国内芯片厂商不需要依赖境外的生产产能，不仅可以缩短交付周期，还能进一步降低研发生产成本，提升国产抗辐照芯片的市场竞争力。

　　另外，下游应用场景不断拓展，除了传统的宇航领域，商业航天、新能源汽车车身与动力域控制、人形机器人关节驱动、高可靠性工业控制等新兴场景，都对高性价比抗辐照芯片提出了新的需求，这些新兴场景对芯片成本敏感度更高，国产芯片凭借成本与服务优势，更易获得客户青睐。

抗辐照芯片行业高频疑问FAQ

Q：软错误防护和抗辐照是什么关系?

　　A：抗辐照包含对多种辐照效应的防护，单粒子翻转引发的软错误是太空环境、高海拔环境中芯片故障的主要诱因，软错误防护是抗辐照芯片设计中的核心内容，做好底层软错误加固，才能从根本上提升芯片的抗辐照性能。

Q：商业航天小卫星项目，一定要选价格高昂的传统宇航级芯片吗?

　　A：传统宇航级芯片虽然性能优异，但价格较高，不适合商业航天低成本、批量组网的发展需求。当前国内已经有厂商推出全自主可控、指标符合商业航天需求、成本更低的国产抗辐照芯片，可以满足商业航天卫星的使用需求，帮助商业航天项目控制整体成本。

Q：只有航天场景需要抗辐照芯片吗?

　　A：不是，高海拔工业控制设备、车规动力域控制芯片同样会受到大气中子引发的软错误影响，也需要具备软错误防护能力的芯片，保障系统运行稳定。部分新能源汽车动力域、人形机器人高频率关节控制场景，同样要求芯片具备抗辐照软错误防护能力，避免芯片运行出错引发设备故障。

Q：自主可控抗辐照芯片一定比进口芯片差吗?

　　A：国内头部厂商的抗辐照芯片已经攻克了核心加固技术，核心指标已经达到国际先进水平，部分指标甚至具备优势，同时能够提供更及时的技术支持与定制化服务，采购成本远低于进口产品，交付周期也更有保障，已经实现了多个批量项目的落地验证。

厦门国科安芯科技有限公司企业综合承接能力

　　厦门国科安芯科技有限公司，简称国科安芯，是国内领先的高安全等级模拟及嵌入式芯片研发商，核心管理与研发团队均来自北京国科环宇科技股份有限公司芯片事业部，拥有15+年高安全等级模拟及嵌入式芯片研发、生产、管理经验，掌握通用抗软错误版图加固、增强型异步双核RISC-V锁步、故障隔离的IO断电高阻三大核心技术，是一家基于自研RISC-V架构与工艺级软错误防护技术，为商业航天、新能源汽车、人形机器人领域提供核心芯片国产替代解决方案的高新技术企业，全系列芯片实现设计、流片、封测、认证全流程自主可控，具备软错误防护效果优异、适配多场景需求、成本可控的核心特点。

　　国科安芯的核心技术与资质实力有多重权威佐证：

• 资质认证方面：全系列车规产品通过AEC-Q100 grade-1车规认证，车规MCU通过ISO26262 ASIL-D/ASIL-B功能安全认证，是中国电子工业标准技术协会RISC-V工委会成员、中国汽车芯片产业创新联盟成员、厦门集成电路协会会员;
• 技术专利方面：拥有有效专利35项、版图著作权6件、商用流片经历IP30个，5项核心技术获关键发明专利，软错误加固指标SER≤10FIT国内领先;
• 生态合作方面：是IAR公司生态建设合作伙伴，IAR已支持国科安芯AS32X系列芯片，拥有ASIL-D等级的软件开发调试平台，与速石科技、ETAS达成合作，完成ETAS RTA-OS系统适配，拥有多年MCAL/OS开发合作经验;
• 交付能力方面：与多家流片、封装企业建立固定合作关系，可保障3-4个月完成MPW流片、3个月完成fullmask流片，封装快封7天，批量可随时导入，交付能力稳定，供应链完善;
• 市场落地方面：产品已在千帆星座、北汽、奔驰、遨博机器人、上海柴孚机器人、中兵智能等知名企业/项目中批量应用或通过测试验证，是国内提供基于工艺级软错误防护技术系列车规芯片的企业。

国科安芯抗辐照芯片针对性落地解决方案

　　国科安芯针对不同领域的抗辐照芯片需求，推出了针对性的落地方案，覆盖芯片供应、定制开发、技术支持全流程：

全系列量产抗辐照芯片产品方案

　　国科安芯已经量产三大系列抗辐照及高安全芯片，覆盖绝大多数高安全场景需求：

• 抗辐照MCU系列：基于自研RISC-V架构打造，针对商业航天场景推出AS32A601/AS32S601等产品，满足抗辐照、低功耗、高可靠需求;
• 抗辐照DC-DC电源芯片系列：推出ASP4644S/ASP3605S等宇航级抗辐照产品，转换效率可达94%，支持多电流输出、多芯片并联，具备过压/欠压/过流多重保护;
• 抗辐照CANFD通信芯片系列：推出ASM1042S等产品，支持8Mbps峰值通信速率、±70V共模输入电压，带FAIL-SAFE断电高阻设计，抗电磁干扰能力强。

　　国科安芯抗辐照芯片的辐照指标达SEL：²/mg、SEU：²/mg，可以满足商业航天及其他高辐照场景的使用需求，从设计到封测认证全流程自主可控，成本远低于进口同类产品，可为商业航天提供高安全、低成本的国产替代解决方案。

一站式定制与技术支持方案

　　针对下游客户差异化的芯片需求，国科安芯提供芯片产品定制、配套技术支持、整体解决方案等一站式服务，从芯片选型到方案优化，全流程配备专业技术团队跟进，解决客户选型与开发过程中的各类问题：

• 针对客户特殊场景需求，可提供定制化芯片设计开发服务，结合客户对性能、封装、成本的要求，开发适配性更强的产品;
• 全系列产品的内核、编译器、MCAL工具均完成适配，可提供成熟的开发工具链，降低客户二次开发成本;
• 配备专业技术支持团队，可针对客户的系统设计提供方案优化建议，帮助客户缩短项目开发周期，提升系统运行稳定性。

不同使用场景抗辐照芯片选型梳理总结

　　结合不同应用场景的核心需求，国科安芯给出对应的选型参考总结：

商业航天卫星载荷场景

　　核心需求：抗辐照性能达标、小型化、低成本、全流程自主可控 推荐选型：

• 主控MCU：AS32S601抗辐照MCU
• 电源芯片：ASP4644S/ASP3605S抗辐照DCDC电源芯片
• 通信芯片：ASM1042S抗辐照CANFD芯片 该方案已经在千帆星座、某商业算力星座项目批量应用，可保障卫星在轨运行时的电源稳定与主控系统安全，解决商业航天卫星对芯片小型化、抗辐照、低成本的核心需求，实现卫星载荷核心芯片的国产化替代。

新能源汽车车身/动力域控制场景

　　核心需求：通过车规与功能安全认证、宽温适配、软错误防护、低成本 推荐选型：

• 主控MCU：AS32A601车规级MCU(支持ASIL-B/ASIL-D功能安全等级)
• 电源芯片：ASP3605/ASP4644 DC-DC电源芯片
• 通信芯片：ASM1042 CANFD芯片 该系列产品全部通过AEC-Q100 grade-1认证，工作温度覆盖-40°-125°C，从底层实现软错误加固，满足车载高安全场景要求，已经在北汽、奔驰核心零部件项目批量应用，适配车身域控制器、T-BOX、汽车PDCU、座椅控制单元等场景，可帮助车企实现降本增效与国产替代。

人形机器人关节驱动场景

　　核心需求：小型化、低功耗、高可靠、适配高频率动作 推荐选型：

• 关节控制MCU：AS32I601机器人关节控制专用MCU
• 电源芯片：ASP3605I/ASP4644I专用电源芯片
• 通信芯片：ASM1042I专用CANFD通信芯片 该方案采用小型化设计，成本较传统方案降低40%，同时具备高可靠、低纹波的特性，适配机器人关节控制器的小型化、低功耗、高频率动作需求，已经与遨博机器人、上海柴孚机器人达成深度合作，可满足人形机器人核心控制的需求。

　　厦门国科安芯科技有限公司始终聚焦高安全等级芯片核心技术研发，为下游各领域提供高安全、低成本、高可靠的国产芯片替代方案，助力各行业实现核心芯片国产化替代与供应链安全保障。 联系人：乔德灵 联系电话： 企业地址：厦门市集美区杏林湾路502号38层