筑梦苍穹 | 广电计量软错误率试验,筑牢全场景抗辐防线

2026-03-13 15:39:30 广电计量检测集团股份有限公司




从万米高空的航空设备,到驰骋深空的卫星火箭、探索未知的深空探测器,航空航天领域的每一次突破,都离不开电子系统的绝对可靠。而无处不在的电离辐射——高空大气中子、银河宇宙射线、封装放射性杂质,正成为威胁系统的“隐形杀手”,轻则导致数据错乱、功能瞬断,重则引发飞行失控、任务失败,给飞行安全带来致命风险。

软错误,指的是由粒子辐射导致的电路状态临时改变,表现为存储单元中“0”到“1”或“1”到“0”的单粒子翻转(SEU)或多位翻转(MBU)。这类错误虽可通过复位恢复,却可能造成系统功能紊乱、数据异常甚至运行中断。尤其在航空航天、卫星通信、高可靠工业控制等领域,软错误率直接关系到系统的稳定与安全,对其进行科学评估与防护显得至关重要。



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广电计量基于深厚的可靠性试验经验,推出软错误率试验服务,严格依据国际通用方法,为客户提供全面、准确的辐射敏感性评估。

我们如何开展软错误率试验?

01

全面覆盖两类辐射环境

我们模拟两大类主要辐射来源,开展针对性试验:

1. α粒子试验

模拟器件封装材料中放射性同位素释放的α粒子对芯片的影响。采用Am-241或Th-232放射源,对开封并露出DIE的预处理样品进行辐照,记录错误直至100个,达到统计显著性。

其他要求:FLIP-CHIP封装不能进行此实验, α粒子无法穿透衬底;试验后存在放射性沾染,不建议测试板回收。

α粒子试验:对封装放射性的测试

测试器件实际α粒子放射性,作为等效计算的基准。

样品需求:与待测器件相同封装结构,数量20只。

2.大气中子试验

模拟器件在不同海拔/纬度/经度下遭受大气中子辐射产生的软错误现象,推荐使用更真实还原实际环境的散列中子源进行试验。

特殊要求:实验过程中需实时监测并记录错误直至100个,方达到统计显著性。

02

科学严谨的评估体系

以标准化计算逻辑精准量化软错误率,搭配符合严苛要求的专业测试系统,确保试验数据真实、可靠、无遗漏。

1. 软错误率计算

●核心单位:FIT(每 10⁹器件小时数的错误);

●计算公式:FIT(总)=[总错误次数Events(SEU、MCU、SEL等)/ 器件Device小时数]×10⁹,同理可拆分单粒子错误、多粒子错误等细分指标;

●等效换算:若试验粒子通量是实际通量的N倍,等效小时数=试验时间×N;

●关键前提:需明确器件实际遭受的辐射环境(封装体α粒子放射性、服役环境大气中子谱、海拔等)。

计算公式

2. 测试系统(ATE)要求

●承载方式:支持焊接或 Socket 承载待测器件;

●电压调节:可施加并灵活改变供电电压,适配不同工作状态;

●数据采集:能对器件进行读写操作,抓取物理地址信息,区分SEU和MBU错误类型;

●抗干扰设计:控制回路与承载板采用字母板方式,线缆屏蔽处理,避免辐射与电噪声干扰;

●测试优化:关闭 ECC 纠错功能,确保单 / 多位翻转均能被监测。

3.试验关键注意事项

●向量选择:推荐 “棋盘格” 向量,确保0和1布局平均,优先交替物理位(需明确器件布局);

●偏置电压:需覆盖所有可能的供电状态,满足用户对软错误率与供电关系的研究需求;

●DRAM专项优化:减少读写间隔死时间(避免错误率低估),采用即时读写模式,写补码并核实地址与数据对应关系,禁止整体读写。

03

专业可靠的测试系统

●搭载高性能ATE测试平台,支持实时读写、错误抓取与地址追踪。

●独立设计承载板与控制系统,避免辐射干扰,确保数据纯净。

●支持区分SEU与MBU,适配SRAM、DRAM等大于1Mbit的存储类器件。

在航空航天、卫星、国防等高可靠应用场景中,软错误不再是“小概率事件”,而是必须系统评估与防控的关键风险。

广电计量以专业的试验能力

与严谨的服务态度

助您提前识别风险、优化设计

为每一个电子系统注入“辐射免疫力”

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文:集成电路测试与分析事业部 岳龙、品牌策划中心 吴御驱

编辑:品牌策划中心 杨茜

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