2022年9月1日18時(shí)26分，航天員陳冬成功開(kāi)啟問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙出艙艙門(mén)。至19時(shí)09分，航天員陳冬、劉洋成功出艙。中國(guó)空間站建造之路又向前邁進(jìn)一步。
作為航天器上實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵功能的最小個(gè)體，宇航芯片等電子元器件對(duì)任務(wù)成敗意義重大。宇航芯片就相當(dāng)于航天器的細(xì)胞甚至心臟，細(xì)胞不健康、心臟不強(qiáng)大，塊頭再大也不算強(qiáng)。
記者從中國(guó)航天科技集團(tuán)五院了解到，該院宇航物資保障事業(yè)部（以下簡(jiǎn)稱物資部）近年來(lái)與眾多國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商攜手努力，成功研發(fā)一大批國(guó)產(chǎn)宇航高端芯片，元器件質(zhì)量、可靠性穩(wěn)步提高，推動(dòng)“中國(guó)芯”走上了飛天之路。
全面過(guò)程控制，確?！跋忍靸?yōu)異”
出色的設(shè)計(jì)，僅能賦予宇航芯片誕生的條件，卻不能確保每一批次、每一只芯片都是勝任航天任務(wù)的高質(zhì)量產(chǎn)品。尤其是復(fù)雜高端的新研國(guó)產(chǎn)芯片，在研制生產(chǎn)初期設(shè)計(jì)、工藝成熟度不高，離航天型號(hào)穩(wěn)定應(yīng)用需求尚有差距。
為彌補(bǔ)這一差距，研制人員充分研究國(guó)產(chǎn)新研元器件產(chǎn)品特點(diǎn)和質(zhì)量形勢(shì)，運(yùn)用全面質(zhì)量控制理論和系統(tǒng)工程理論，創(chuàng)建了宇航元器件過(guò)程控制體系（PCS）。
PCS全心關(guān)注國(guó)產(chǎn)宇航芯片的生產(chǎn)全過(guò)程，在全國(guó)主要元器件生產(chǎn)廠都已建立運(yùn)行。其通過(guò)統(tǒng)一的體系化工作，對(duì)質(zhì)量特性全要素管控，大大提高了國(guó)產(chǎn)宇航芯片的固有質(zhì)量，擴(kuò)充了國(guó)產(chǎn)宇航芯片隊(duì)伍。
從抽檢到逐一檢測(cè)，宇航芯片的“成人禮”
眾多國(guó)產(chǎn)宇航芯片完成生產(chǎn)制造，不會(huì)直接到達(dá)航天型號(hào)的裝配現(xiàn)場(chǎng)，而是被送到五院物資部接受?chē)?yán)格的檢驗(yàn)。
據(jù)該部元器件工程試驗(yàn)中心主任王征介紹，雖然這些經(jīng)過(guò)加固設(shè)計(jì)、在一流的工藝線上生產(chǎn)的宇航芯片已經(jīng)是國(guó)產(chǎn)芯片的佼佼者，但每個(gè)批次中，仍有若干芯片會(huì)被隨機(jī)抽取出來(lái)，經(jīng)受破壞性物理分析（DPA）。
DPA試驗(yàn)包括外部目檢、X射線檢查、粒子碰撞噪聲檢測(cè)（PIND試驗(yàn)）、密封試驗(yàn)、內(nèi)部氣氛含量檢測(cè)、內(nèi)部目檢、掃描電子顯微鏡檢查、鍵合強(qiáng)度、芯片剪切等多個(gè)項(xiàng)目。這是判斷宇航芯片是否存在批次性質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)鍵一招，對(duì)于杜絕批次性質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生具有重要意義。
在確認(rèn)批次質(zhì)量狀態(tài)后，宇航芯片還要逐一經(jīng)歷驗(yàn)收試驗(yàn)，進(jìn)行詳細(xì)、全面、嚴(yán)格的“體檢”。
芯片內(nèi)部的多余物是一種致命的威脅，某種意義上可以稱之為宇航芯片的“腫瘤”，PIND試驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)芯片內(nèi)部多余物的有效手段，目前物資部的PIND實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠發(fā)現(xiàn)比一?；覊m還小的細(xì)微顆粒。
宇航芯片的工作環(huán)境極為苛刻，為了保護(hù)其“內(nèi)臟”免受外部水汽或氣體成分的影響，大多數(shù)宇航芯片在生產(chǎn)階段就進(jìn)行了密封。檢漏試驗(yàn)是檢查芯片密封性能的專門(mén)試驗(yàn)，一個(gè)橡皮大小的芯片，要保證常壓12年內(nèi)不漏完內(nèi)部氣體，物資部目前能夠把這個(gè)檢驗(yàn)精度提高幾百倍，完全滿足宇航應(yīng)用要求。
只有順利通過(guò)全部試驗(yàn)項(xiàng)目的芯片，才能夠被物資部試驗(yàn)中心開(kāi)具合格證，證明其質(zhì)量滿足宇航用元器件的要求。這仿佛是芯片的成人禮，直到這時(shí)，它們才能成為真正意義上的宇航芯片。
伴隨應(yīng)用指南，發(fā)揮全部才能
經(jīng)過(guò)層層篩選與考核，國(guó)產(chǎn)宇航芯片攜帶著合格證，終于來(lái)到了踏上執(zhí)行飛天任務(wù)的起點(diǎn)。在裝配現(xiàn)場(chǎng)，仍能見(jiàn)到五院物資部專家的身影。
為了讓宇航芯片易用好用，發(fā)揮最大效能，物資部根據(jù)前期試驗(yàn)情況編制了包含芯片特性曲線，電應(yīng)力、溫度應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力極限、典型應(yīng)用指導(dǎo)等內(nèi)容的芯片應(yīng)用指南，用以指導(dǎo)用戶使用。
如今，無(wú)數(shù)寄托著航天人信心與期盼的“中國(guó)芯”逐夢(mèng)太空，成為我國(guó)航天科技自立自強(qiáng)的真實(shí)寫(xiě)照。在它們小小的身軀里，有著宏大的中國(guó)航天夢(mèng)。
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