嫦娥四号芯片，一片超过20万元

科技也有料 2019-11-28 23:58:21

嫦娥四号芯片速度只有手机芯片几十分之一，却要超过20万元一片

近日嫦娥四号，和玉兔二号再次双双成功从月夜休眠状态中自主唤醒，进入登陆月背后第十二个月昼的工作。目前嫦娥四号在月球背面工作时长已突破300天，达到322天，“玉兔二号”月球车行驶里程也成功突破300米，达到318.62米。均大大超出了预期工作寿命，实现了“双三百”突破。显然作为嫦娥四号的大脑，CPU控制芯片能够克服月球上的极端恶劣环境，保持稳定工作，是嫦娥四号能保持稳定工作的重要因素。而你可能不知道的是，嫦娥四号使用的CPU芯片的运算速度仅仅只有100MIPS，

嫦娥四号芯片速度只有手机芯片几十分之一，却要超过20万元一片

在这个手机芯片运算速度早亿超过2GHz的时代，为何嫦娥四号还在使用运算速度如此低，只有手机芯片运算速度几十分之一的芯片呢。其实对于消费级电子产品如手机、平板，使用的芯片来说，运算速度被认为是衡量其性能最重要的指标。但是在很多应用场景中，芯片运算性能却并非是最重要的指标。无论是对于工业产品，军工产品还是航天设备来说，保证芯片能在不同复杂环境条件下的工作稳定性和可靠性才是最重要的。

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就以工作温度为例：商业级CPU的工作温度为0℃～70℃；工业级CPU的工作温度为-40℃～85℃。；军品级CPU的工作温度为-55℃～125℃。而航天级的CPU对于工作温度的标准则更为苟刻。要知道在太空环境中，物体的温度取决于太阳的光照，由于不存在空气散热，受光面和被光面温差非常大，以轨道高度为300至400km的轨道温度为例，受光面温度约为150℃，背光面温度约为-127℃，温差约为300℃。

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而对于航天级芯片还有一个非常重要的标准，就是抗辐射能力。在太空环境中，脱离了地球磁场的保护，芯片就会面临非常强的宇宙射线的辐射，而这些宇宙辐射不但可能会引发芯片的氧化层电荷陷阱或位移破坏，导致漏电流增加、MOSFET阈值漂移，以及双极晶体管的增益衰减。更有可能会由于高速率的γ或Ｘ射线，在极短时间内作用于电路，导致整个电路内产生光电流导致芯片损毁。

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因此航天级芯片都需要特殊的抗辐射加固设计包括材料设计、系统设计、结构设计、电路设计、器件设计、封装设计、软件设计等来减轻电离辐射破坏的方法。而以前我国在这方面还有所欠缺，在一些高端航天芯片上只能使用进口芯片。如嫦娥四号就使用了性能为100MIPS的美国ATMELAT697芯片，而其价格要20万到30万一片。不过如今，中国已经逐步在这方面追了上了，比如我们的北斗就搭载了龙芯1E和龙芯1F，性能指标为200MIPS。相信中国在这方面也会越做越强，追赶上世界最高的水平。

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