Микроэлектроника для космоса и военных

    Возможное, многие из вас думали после ситуации с Фобос-Грунтом — что такого особенного в микросхемах для космоса и почему они столько стоят? Почему нельзя поставить защиту от космического излучения? Что там за история с арестом людей, которые микросхемы экспортировали из США в Россию? Где все полимеры?

    На эти вопросы я и попробую ответить в этой статье.

    Disclaimer: Сведения получены из открытых источников и могут быть не вполне точными. Я лично с военной электроникой не работаю, а кто работает — те статьи писать не могут. Буду рад дополнить и исправить статью.

    Дополнительные требования к космическим и военными микросхемам


    В первую очередь — повышенные требования к надежности (как самого кристалла, так и корпуса), устойчивости к вибрации и перегрузкам, влажности, температурный диапазон — существенно шире, т.к. военная техника и в -40С должна работать, и при нагреве до 100С.

    Затем — стойкость к поражающим факторам ядерного взрыва — ЭМИ, большой мгновенной дозе гамма/нейтронного излучения. Нормальная работа в момент взрыва может быть невозможна, но по крайней мере прибор не должен необратимо выйти из строя.

    И наконец — если микросхема для космоса — стабильность параметров по мере медленного набора суммарной дозы облучения и выживание после встречи с тяжелым заряженным частицами космической радиации (об этом подробнее ниже).

    Почему военные любят металлокерамические корпуса?


    Долго выясняли, похоже раньше (в советские времена) пластик не выдерживал испытания по термоциклированию, был пористый (т.е. набирал влагу), и плохо переносил отрицательные температуры.

    Ну и наконец — это простой способ снизить процент подделок, т.к. на рынке микросхемы в металлокерамическом корпусе не купить.

    Но и у керамики есть минусы — она дороже, меньше вибростойкость и в целом от больших ускорений проволока, которой контактные площадки на кристалле соединены с выводами микросхемы, может отвалится (в пластиковом корпусе проволока «поддерживается» по всей длине пластиком).

    О категориях микросхем


    На западе микросхемы делятся на категории commercial, industrial, military и space.

    Commercial — обычные, самые массовые микросхемы для домашних и офисных продуктов, обычно рассчитанные на диапазон температур 0..75C.

    Industrial/Military — те же обычные микросхемы, но с дополнительным тестированием, рассчитанные на чуть более широкий температурный диапазон(-40..125С например) и опционально — в металлокерамическом корпусе (микросхемы, не прошедшие дополнительные тесты — могут быть проданы как Commercial).

    Space — радиационно-стойкие микросхемы для космического применения, тут уже металлокерамический корпус скорее правило. На микросхемы Military и особенно Space существуют существенные ограничения на продажу заклятым друзьям — нужно получать специальные разрешения, и нам их если и продают — то только для гражданской техники (например условно гражданский ГЛОНАСС).

    В России — все разделено несколько по другому: микросхемы продаются с приемкой 1 (т.н. приемка ОТК — отдела технического контроля, когда сам завод тестирует микросхемы), приемкой 5 (приемка заказчика, в случае военных — военный представитель контролирует тесты) и приемка 9 (когда к работам привлекается только наиболее квалифицированный персонал — для космоса и ядерных электростанций). Сама по себе приемка 5/9 не означает, что микросхема радиационно-стойкая — стойкость к спец.факторам указывается в (не публичной) документации на микросхему.

    Вот эти дополнительные тесты, керамический корпус и мелкосерийное производство (когда стоимость разработки делится не на 1млн микросхем, а на 100) и приводят к тому, что военная/космическая микросхема стоит минимум в 10 раз дороже гражданской, а максимум — может и по 100'000$ за штуку стоить.

    Однако не любую микросхему можно поставить в Российскую военную технику — существует список отечественных (в «отечественные» входят и Белорусские микросхемы из Интеграла) электронных компонент, которые можно использовать при создании техники, где все перечислено поименно. Если какой-то завод создает новую микросхему — то до попадания в этот список её нельзя будет использовать. Для общего развития и оценки, сколько всего производит отечественная промышленность, можно глянуть на список 2010-го года тут, и 2011.

    Использование импортных микросхем требует индивидуального разрешения (с соответствующей формальной бюрократией о том, что отечественных аналогов нет, но как появятся — обязательно будем их использовать).

    Как же влияет радиация на микросхемы


    В «штуках частиц» космическое излучение состоит на 90% из протонов (т.е. ионов Водорода), на 7% из ядер гелия (альфа-частиц), ~1% более тяжелые атомы и ~1% электроны. Ну и звезды (включая солнце), ядра галактик, млечный путь — обильно освещают все не только видимым светом, но и рентгеновским и гамма излучением. Во время вспышек на солнце — радиация от солнца увеличивается в 1000-1'000'000 раз, что может быть серьёзной проблемой (как для людей будущего, так и нынешних космических аппаратов за пределами магнитосферы земли).

    Нейтронов в космическом излучении нет по очевидной причине — свободные нейтроны имеют период полураспада 611 секунд, и превращаются в протоны. Даже от солнца нейтрону не долететь, разве что с совсем уж релятивистской скоростью. Небольшое количество нейтронов прилетает с земли, но это мелочи.

    Вокруг земли есть 2 пояса заряженных частиц — так называемые радиационные пояса Ван Аллена: на высоте ~4000 км из протонов, и на высоте ~17 000 км из электронов. Частицы там движутся по замкнутым орбитам, захваченные магнитным полем земли. Также есть бразильская магнитная аномалия — где внутренний радиационный пояс ближе подходит к земле, до высоты 200км.



    Электроны, гамма и рентгеновское излучение
    Когда гамма и рентгеновское излучение (в том числе вторичное, полученное из-за столкновения электронов с корпусом аппарата) проходит через микросхему — в подзатворном диэлектрике транзисторов начинает постепенно накапливаться заряд, и соответственно начинают медленно изменятся параметры транзисторов — пороговое напряжение транзисторов и ток утечки. Обычная гражданская цифровая микросхема уже после 5000 рад может перестать нормально работать (впрочем, человек может перестать работать уже после 500-1000 рад).

    Помимо этого, гамма и рентгеновское излучение заставляет все pn переходы внутри микросхемы работать как маленькие «солнечные батареи» — и если в космосе обычно радиация недостаточна, чтобы это сильно повлияло на работу микросхемы, во время ядерного взрыва потока гамма и рентгеновского излучения уже может быть достаточно, чтобы нарушить работу микросхемы за счет фотоэффекта.

    Затем — флеш/EEPROM память. Кто-то может еще помнить старые микросхемы памяти с ультрафиолетовым стиранием:



    Чтобы снизить стоимость, выпускалась и версия без кварцевого окна, считавшаяся однократно-программируемой. Но народные умельцы все равно умудрялись её стирать — рентгеновским излучением. Точно такой же эффект есть и в космосе — радиация мееедленно стирает данные в eeprom/flash памяти, поэтому все активно исследуют FRAM/MRAM память для космических применений (у нас этим занимается Интеграл и Ангстрем). Не стирается от радиации также память на пережигаемых и закорачиваемых перемычках — fuse и antifuse, с этим разбирается Микрон. На западе впрочем летают и на дешевой около-гражданской eeprom, и проблем в целом не имеют.

    На низкой орбите 300-500км (там где и люди летают) годовая доза может быть 100 рад и менее, соответственно даже за 10 лет набранная доза будет переносима гражданскими микросхемами. А вот на высоких орбитах >1000km годовая доза может быть 10'000-20'000 рад, и обычные микросхемы наберут смертельную дозу за считанные месяцы.

    Тяжелые заряженные частицы (ТЗЧ) — протоны, альфа-частицы и ионы больших энергий
    Это самая большая проблема космической электроники — ТЗЧ имеют такую высокую энергию, что «пробивают» микросхему насквозь (вместе с корпусом спутника), и оставляют за собой «шлейф» заряда. В лучшем случае это может привести к программной ошибке (0 стать 1 или наоборот — single-event upset, SEU), в худшем — привести к тиристорному защелкиванию (single-event latchup, SEL). У защелкнутого чипа питание закорачивается с землей, ток может идти очень большой, и привести к сгоранию микросхемы. Если питание успеть отключить и подключить до сгорания — то все будет работать как обычно.

    Возможно именно это было с Фобос-Грунтом — по официальной версии не-радиационно-стойкие импортные микросхемы памяти дали сбой уже на втором витке, а это возможно только из-за ТЗЧ (по суммарной набранной дозе излучения на низкой орбите гражданский чип мог бы еще долго работать).

    Именно защелкивание ограничивает использование обычных наземных микросхем в космосе со всякими программными хитростями для увеличения надежности.

    Бороться с защелкиванием можно несколькими способами:

    1) Следить за потребляемым током, и быстро передергивать питание
    2) Использовать микросхемы на сапфировой подложке (Silicon-on-sapphire, SOS, в более общем виде Silicon-on-insulator, SOI) — это исключает формирование биполярных паразитных транзисторов и соответственно защелкивание. Программные ошибки тем не менее все равно могут быть. Пластины кремний-на-сапфире стоят дорого, обрабатывать их сложно, и они имеют ограниченное применение в гражданском секторе — соответственно производство получается дорогим.
    3) Использовать так называемый triple-well процесс — он также очень сильно снижает возможность защелкивания микросхемы за счет дополнительной изоляции транзисторов pn-переходом, но не требует каких-то особенных пластин или оборудования и соответственно само производство намного дешевле кремния на сапфире.

    Исторически, в СССР и России больше работали с кремнием на сапфире, а на западе — стараются как можно больше использовать обычный кремний с triple-well (чтобы совмещать с коммерческими продуктами и снижать стоимость), но и SOS/SOI тоже делают по необходимости.

    Нейтроны + 10B
    Бор используется для легирования кремния и в виде боросиликатного стекла для изоляции слоев металла. Проблема в том, что природный бор на 20% состоит из Бора-10, который очень хорошо реагирует с нейтронами с выделением альфа-частицы прямо в сердце микросхемы. Это приводило к ошибкам работы микросхем, особенно памяти.

    Нейтроны получаются как вторичная радиация, или прилетают от земли, как мы помним в космической радиации их нет.

    10B + n → [11B] → α + 7Li + 2.31 MeV.

    Эта одна из проблем которую удалось решить — используя для производства микросхем только изотоп 11B. Теперь нейтроны практически беспрепятственно проходят через микросхему, не вызывая ошибок. Это свойство бора кстати используется для экстренной остановки атомных реакторов — в него заливают борную кислоту, обогащенную изотопом 10B — альфа частицы там не проблема.

    Перейдем теперь к паре интересных мифов:

    А давайте спутник в радиационную защиту завернем, и гражданские микросхемы поставим


    Природа с усмешкой смотрит на игрушечные ускорители элементарных частиц зверолюдей — на большом адронном коллайдере ими были (вернее будут) достигнуты жалкие энергии в 7 TeV для протонов, и 574 TeV для ионов свинца. А с галактическими космическими лучами к нам иногда прилетают частицы с энергией 3*1020 eV, т.е. 300000000 TeV. Откуда берутся такие частицы еще вопрос, т.к. это выше теоретического предела энергии космических частиц Грайзена — Зацепина — Кузьмина. В человеко-понятных единицах, это около 50Дж, т.е. в одной элементарной частице энергия как у пули мелкокалиберного спортивного пистолета.

    Когда такая частица сталкивается например с атомом свинца радиационной защиты — она просто разрывает его в клочья. Осколки также будут иметь гигантскую энергию, и также будут разрывать в клочья все на своём пути. В конечном итоге — чем толще защита из тяжелых элементов — тем больше осколков и вторичной радиации мы получим. Свинцом можно сильно ослабить только относительно мягкую радиацию земных ядерных реакторов.

    Аналогичным эффектом обладает и гамма-излучение высоких энергий — оно также способно разрывать тяжелые атомы в клочья за счет фотоядерной реакции.

    И наконец, давайте взглянем на конструкцию рентгеновской трубки:


    Электроны от катода летят в сторону анода из тяжелого металла, и при столкновении с ним — генерируется рентгеновское излучение за счет тормозного излучения. Когда электрон космического излучения прилетит к нашему кораблю — то наша радиационная защита и превратится в такую-вот естественную рентгеновскую трубку, рядом с нашими нежными микросхемами.

    Из-за всех этих проблем радиационную защиту из тяжелых элементов, как на земле — в космосе не используют. Используют защиту большей частью состоящую из алюминия, водорода (из различных полиэтиленов и проч), т.к. его разбить можно только на субатомные частицы — а это намного сложнее, и такая защита генерирует меньше вторичной радиации.

    Но в любом случае, от ТЗЧ защиты нет, более того — чем больше защиты — тем больше вторичной радиации от высокоэнергетических частиц, оптимальная толщина получается порядка 2-3мм Алюминия. Самое сложное что есть — это комбинация защиты из водорода, и чуть более тяжелых элементов (т.н. Graded-Z) — но это не сильно лучше чисто «водородной» защиты. В целом, космическую радиацию можно ослабить примерно в 10 раз, и на этом все.

    Еще один миф — современные тех.процессы менее радиационно-стойкие


    Шанс получить ошибку в конкретном транзисторе пропорционален его объему, а он быстро уменьшается с уменьшением технологии (т.к. транзисторы становятся не только меньше по площади, но и тоньше). Помимо этого, отмечено аномальное увеличение радиационной стойкости с современными толщинами подзатворных диэлектриков (3нм и менее).

    В целом, на современных стойких тех.процессах (65нм и менее) рутинно получаются микросхемы выдерживающие дозу облучения в 1млн рад, что превышает все разумные требования по стойкости. Стойкость к защелкиванию и программным ошибкам — достигается за счет triple-well и специальных архитектурных решений.

    О soft-ошибках (single-event upset)


    Т.е. когда из-за ТЗЧ у нас произошло искажение содержимого памяти или логика сработала неправильно.

    Бороться с этим остается только архитектурными способами — мажоритарной логикой (когда мы соединяем по 3 копии каждого нужного нам блока на некотором расстоянии друг от друга — тогда 2 правильных ответа «пересилят» один неправильный, использованием более стойких к ошибкам ячеек памяти (из 10 транзисторов, вместо обычных 6), использованием кодов коррекции ошибок в памяти, кеше и регистрах, и многим другим.

    Но полностью от ошибок избавиться невозможно — нам ведь может повезти и ТЗЧ (вернее целый веер вторичных частиц) пройдет точно вдоль чипа, и чуть ли не 5% чипа могут сработать с ошибкой… Тут и нужна высоконадежная система из нескольких независимых компьютеров, и правильное их программирование.

    Как разрабатывают космические и военные микросхемы


    Из предыдущей статьи мы уже знаем, что микросхемы не растут на деревьях, разрабатывать их долго и дорого. Это в полной мере относится и к военным и космическим микросхемам. Ситуация тут однако усугубляется мелкосерийностью — и по своей инициативе что-либо разрабатывать заводу становится крайне сложно: потратить условно 1млн$ на разработку, а покупателям нужно всего 10 микросхем. За сколько их нужно продавать? 100'000$? 200'000$?

    Поэтому государство финансирует ОКР на разработку нужных промышленности микросхем, и этих ОКР тьма тьмущая. Для примера можно глянуть на список ОКР одного Интеграла (там кстати и мелкие FPGA уже есть). Именно так появился и отечественный ARM — Миландр выполняя ОКР купил лицензию на Cortex-M3, cделал микроконтроллер для военных и произвел в нужном количестве, а затем — выпустил его и в гражданском варианте (и пластиковом корпусе), по конкурентоспособной цене.

    Конечно, не все можно разработать с разумными затратами. Одно из больных мест — большие FPGA. Сама микросхема FPGA — не сложная в разработке, но вот софт для синтеза может быть очень сложным. В таких случаях может быть выгодным приобретение импортных микросхем в виде пластин с большим запасом, их тестирование и корпусировка. Вероятно так и появились отечественные FPGA 5576ХС4Т и 5576ХС3Т — которые программно совместимы с Altera но имеют отличающуюся распиновку.

    В общем, сейчас российская электронная промышленность может разработать и произвести любую военную и космическую микроэлектронику (особенно после приобретения нового оборудования Микроном в 2007 и 2011 годах), но для этого кто-то должен эту разработку заказать и профинансировать с учетом срока разработки и изготовления в несколько лет. Или напрямую, или через государственную ОКР. Так что если вы слышите в интервью какого-нибудь руководителя слова «Вот, плохая отсталая отечественная промышленность не делает нам нужные микросхемы» это нужно понимать как «Мне лень профинансировать или выбить финансирование на создание всех нужных микросхем».

    Но конечно много техники, сделанной 5-15 лет назад построены на импортных ключевых компонентах — это результат наших потерянных 90-х, когда в микроэлектронике все было совсем печально (впрочем, как и везде в то время). Вынужденное использование импортных компонент в 90-е и начале 2000-х — это конечно плохо и опасно, но выбор стоял простой- или делаем на импорте, или не делаем вообще. Последние годы за исправление ситуации с отечественной военной электроникой похоже взялись как следует, и находить оправдания для использования импортных компонент будет все сложнее.

    И нужно помнить, что война — выигрывается в первую очередь на экономическом фронте. Кто эффективнее тратит ресурсы — тот и побеждает. Потому сложно упрекать оборонку в том, что мы не разрабатываем «для себя» абсолютно все, что разрабатывает весь западный мир вместе взятый — везде нужны компромиссы.

    Аналогичные проблемы с военной электроникой есть и на западе — там тоже военные микросхемы стоят дорого из-за мелкосерийности (например RAD750 — 200 тыс $), и не от хорошей жизни был недавний скандал о массовых поставках поддельных микросхем для военной техники.

    О «закладках»


    Очень часто приходится слышать о «закладках» — магической кнопке, которой можно выключить импортные микросхемы. Конечно, все не так просто — от внешних радиосигналов электронка все равно защищена, и сигнал еще нужно умудриться подать.

    Но вот что возможно — это снизить надежность поставляемых нам микросхем. Как известно, надежность — уже лет 10 как является результатом компромисса со скоростью и тепловыделением. И пути повышения и снижения надежности очень хорошо изучены: достаточно например не добавлять 1% меди в алюминиевые соединения, или отжигать микросхему не в дейтерии, а в водороде — и срок службы сократиться в 10 раз. Обнаружит ли это тестирование — еще вопрос.

    Кроме того, использование импортных компонент в ключевых системах — это зависимость, которая может дорого стоить (и уже обходится дорого, т.к. покупать такие компоненты приходится с запасом). Ну и покупая микросхемы за рубежом — мы помогаем иностранным предприятиям решить их проблемы с мелкосерийностью

    Некоторая опасность есть и в изготовлении микросхем на отечественных заводах, в случае если маски изготовляются за рубежом — мало того, что их теоретически можно скопировать и изучить, маски можно и модифицировать — компании вроде Chipworks вполне способны на это (например можно снизить надежность, нарушив работу мажоритарной логики или повредив работу структур коррекции ошибок). Обнаружить такие модификации будет очень сложно — не уверен, что готовые маски досконально сверяют с их электронным оригиналом.

    Что за история с арестом людей, продававших микросхемы из США в Россию?


    Сам по себе экспорт из США даже микросхем класса Military/Space не является проблемой — это может делаться вполне легально при прохождении соответствующей бюрократии. Проблемой является предоставление подложных документов о конечном использовании, чтобы избежать лишних сложностей по получению необходимых разрешений.

    Список микросхем (стр 20, вероятно неполный, как минимум пара пунктов в начале списка отсутствуют) вызвал у всех недоумение — космических там не было, из самого крутого — EV10AQ190CTPY — Quad 10-bit 1.25 Gsps ADC.

    Но самое главное в этой истории то, что за всеми этими товарищами и фирмами следили с самого начала — вся переписка, разговоры и проч. Соответственно, читаем предыдущий раздел статьи о «закладках» и возможном снижении надежности.

    Обсуждается тема тут (только для зарегистрированных пользователей).

    Резюме


    Использование гражданских микросхем в космосе ограничено эффектом защелкивания, и возможно в лучшем случае на низких орбитах. На высоких орбитах и в дальнем космосе — нужны специальные радиационно-стойкие микросхемы, т.к. там мы лишены защиты магнитного поля земли, а от высокоэнергетических частиц космической радиации не спасет и метр свинца.

    В импортных микросхемах «закладки» с дистанционным отключением сделать малореально, а вот снизить надежность и срок службы вполне возможно.

    После темного десятилетия 90-х, в последнее годы начали наконец появляться относительно сложные отечественные микросхемы — микроконтроллеры, FPGA (мелкие — свои, крупные — из импортных пластин со своей корпусировкой и тестированием), процессоры (Комдив-ы, Эльбрус, МЦСТ R500, Миландровские ARM-ы). Ведется работа по условно «прорывным» технологиям военного назначения (рад.стойкая FRAM).

    Так что если не случится конец света в этом году, все меньше военной и космической техники будет выходить с микросхемами «Made in Taiwan» и реже автоматические межпланетные станции будут бороздить просторы океана.

    Буду рад услышать об ошибках и дополнениях — они здесь безусловно будут нужны.
    Метки:
    Поделиться публикацией
    Комментарии 263
    • +32
      Я просто удивляюсь как можно минусовать такую статью??? Разве не интересно???
      • +27
        Вы, что не знаете легенду хабра про восемь троллей?

        В целом спасибо автору за статью интересно почитать, может только пафос концовки немного лишний.
        которую успешно решают в соответствии с потребностями и бюджетом

        Так про любое дело можно сказать. Наши дорожники успешно решают задачу ремонта дорог, а чего ямы на дорогах, так всё в соответствии с потребностями и бюджетом :)
        • +4
          Вот я резюме переписал, а ваш комментарий теперь навсегда ;-)
          • +4
            Так теперь резюме еще более пафосное стало :)
            После темного десятилетия 90-х

            Осталось добавить только «под чутким руководством партии и нацлидера, стремительно ведущей страну в светлое будущее» :)
            • +3
              Да ладно, десятилетие действительно же было темным, а насчет партии — это уже ваши потаённые фантазии :-)
              • +2
                Вы хоть пишите за что минусы-то, мне — как топикастеру не понятно :-)
                • +3
                  За крамольную мысль, что что-то меняется в лучшую сторону.
                  • +2
                    И в чем крамольность мысли?
                    «Что-то» включает «хотя бы что-нибудь», так? У меня во дворе и во всем административном округе ни единой ямы, 5-7 лет назад были.
                    Тротуары новые, обновляют второй год подряд регулярно, раньше не было. Тротуары вдоль дороги появились там где раньше вообще зимой не пройти было — дорога покрыта водой целиком, когда все тает или во время ливня. Теперь сухо и комфортно могу дойти до магазина не боясь промочить ноги.
                    На пустырях рядом сделали стоянки — мудаков, паркующихся на тротуарах стало меньше, уже можно пройти по двору.
                    Ну это так, в качестве примера, раз уж выше говорили про дороги.
                    На мой взгляд некоторые вещи меняются. Меняются в лучшую сторону. Не все, не идеально. Но и не об этом речь была, верно?
                    • +2
                      При путине ничего не может быть лучше по определению. Только диванные теоретики знают, как управлять страной, и любые мысли даже не о том, что они чего-то не знают, а о том, что это может знать еще кто-то помимо них — вызывают негодование.
                      • 0
                        Какие-то два взамноисключающих предложения. Не вижу темы для дискуссии. А на ваш комментарий уже ответил кто-то несогласием. Я воздержусь от эмоций.
                        • +2
                          Первое предложение — это был сарказм. Каждый раз когда я говорю что-нибудь подобное, получаю минусы. Вот как тут: habrahabr.ru/post/155371/#comment_5305687
                          • 0
                            Дело в том, что неумных людей, кричащих как все везде плохо на каждом шагу полно и вас, видимо, приняли за такого, в отсутствие смайликов.
                            Со вторым предложением согласен.
                            • +2
                              Да, в жизни мой юмор тоже не всегда понимают.
                              • +1
                                Может стоит задуматься над этим? Я в 9м классе столкнулся с проблемой- окружающие перестали меня понимать. Я говорил вроде простые вещи, а для них это было китайской грамотой. Постепенно я понял, что у большинства людей весьма узкий кругозор и еще более узкие интересы, но если хочешь, чтобы тебя поняли, нужно говорить на их языке. Была такая организация — ассоциация парламентских дебатов- студенческая игра, развивающая навыки дискутирования, самопрезентации, аргументированного ведения беседы, умения просто и понятно излагать мысль, опираясь на общеизвестные факты, а не специальные знания.
                                Очень помогло.
              • +2
                Не известно какое будущее, будем надеется что действительно светлое, но однако микроэлектроникой сейчас плотно занялись, отдельная программа развития, за прошлый год финансирование увеличили ровно в два раза, сейчас вот еще вписали дополнительные полтриллиона рублей на развитие, помимо прочего.
          • 0
            Инстересно! Мне статья понравилась. Сам работал на «флагмане» радиоэлектронной промышленности, теперь уже белорусском и учавствовал в разработке микросхем военной приёмки, короче схемотехник-тополог был в НТЦ этого научно производственного объединения, правда, как и многие там нормальным инженером разработчиком в этой области себя назвать не могу, вообще очень печальная там обстановка, как мне показалось и главная печаль это кадры, з/п низкие, условия работы плохие, начальство работает по принципу — «поделить деньги, а остальное не так важно», а на голом энтузиазме работать хочет мало народу, но есть счастливые исключения, примерно 5-10% от всего персонала, на них и держится пока.
            • 0
              Согласен. Реально интересная статья, написанная со знанием дела!
            • +8
              Кстати, а в статье речь о том самом Интеграле, который оригинальным способом мониторы делал?

              • +9
                Интеграл объединяет кучу предприятий, и на одном из них в частности занимались и сборкой различной техники из импортных компонент.

                Надпись ACER — на пластиковой детали корпуса, изготовляемой серийно, а менять форму для отливки ради нескольких (десятков) тысяч мониторов — не имеет экономического смысла.

                Лукашенко страшен в гневе, я бы лично не рискнул клеить наклейки на готовые мониторы ;-) Смотрим с 4.53.
                • +7
                  Да, смешно было, как раз в это время я там и работал. Но, это, как и очень многое у нас не знаю даже как назвать, типо «показуха», Саша со своим — «мы же дали вам....», не помню вроде чуть больше 100млн. $ получалось, если подсчитать помощь государства, какие-то там мега льготные кредиты и ещё что-то там. Я может, конечно, как-то не очень правильно рассуждаю, но 100млн.$ для микроэлектроники это практически пшик, ну, под устаревшие установки и для не большого сравнительно производства, а речь там шла, как я помню, про б/у установку полного жизненного цикла производства кристалла 0.35мкм из Бельгии, не помню на какие объёмы рассчитаную, поправте, если что-то соврал. Ну, вроде, даже для такой устанвки это далеко не большие деньги, там только расходники обслуживание в год становились >10млн.$. Для, сравнения, где-то же в это время в Китае строился завод с аналогичной линией, правда на куда большие объёмы, так там на линию было потрачено 4млрд.$, но Китайцы то эту установку быстро запустили и на обслуживание и высококвалифицированные кадры для работы с линейкой не поскупились я думаю и они походу уже все эти деньги с лихвой отбили, а у нас, как рассказывают бывшие коллеги, которые до сих пор работают на «Интеграле», так и не работает нормально эта установка на нормальный процент выхода годных и объём, а прошоло уже лет пять. Жаль короче, что такая отрасль загибается окончательно.
                  • +1
                    Проблемы со специалистами и размерами финансирования не такие уж и большие, а вот нормальных управленцев, настоящих спецов по организации производства сейчас нет, везде их заменили «эффективные» менеджеры.
                    А Китай — это край неписанных «чудес», там построят всё что угодно, лишь бы занять промышленность и организовать рабочие места, совсем не факт, что тот завод приносит доход (такие критерии там второстепенны).
                    • 0
                      Ну, как бы да, логично. Просто те управленцы, которые сейчас там рулят, не могут или не хотят создать условия для тех же специалистов, чтобы они пришли туда с энтузиазмом работать и такая же проблема с организацией финансированием производства — деньги вроде и есть, но уходят они не на производство, я думаю все догадываются куда) Лично натыкался на ситуации, когда «деньги на разработку поделили на верху, а дальше хоть трава не расти, чё нить по бумагам проведём, отпишемся»)
                      • 0
                        Проблемы не с управленцами, а с ворами. К денежным потокам нормальным людям трудно пробиться.
                        Ну а что касается специалистов -проблемы огромные. Старики конечно встречаются крутые, здорово разбираются в физике явлений, но безнадёжно отстали от сегодняшних технологий. Технологов грамотных сейчас где найдёшь? Раньше их у нас в МИЭТ готовили, а сегодня и факультет этот закрыли! Да и преподаватели там до сих пор те же что нас учили 25 лет назад, каким современным технологиям они могут молодёжь научить?
                        Кроме того зарплаты небольшие, а работать приходится в условиях почтового ящика. Кому это понравится? Так что молодёжь если и идёт, то чуть опыта поднаберётся и бежит с таких предприятий.
                        • –1
                          Организация образования под нужды промышленности, подготовка специалистов — это вопрос одного-двух поколений выпусков ВУЗов, т.е. 5-10 лет. Сейчас да, есть такие проблемы, но они решаемые и есть положительный исторический опыт их решения.
                          Казнокрады тоже бывают хорошими управленцами, да и повсеместное воровство — это признак субъективный, т.е. коррупция есть везде, но где-то это минимально и незаметно, а где-то это проблема. Если сменить нынешних либерастов на новых, то эффекта не будет, т.к. «не такого преступления на которое не пойдёт капитализм ради троекратной выгоды», как Маркс писал. А если будет реальная самоорганизация, мощные профсоюзы, то будет и нормальный контроль над денежными потоками.
                          Вот для самоорганизации/контроля и нужны нормальные управленцы, что и подтверждает ваш тезис.
                          • 0
                            Организация образования под нужды промышленности, подготовка специалистов — это вопрос одного-двух поколений выпусков ВУЗов,

                            Это программированию так можно научиться. Какой-нибудь технолог потом еще на предприятии лет 10 учится. Если промышленности нет — аллес, в России в этот момент всегда звали иностранных инженеров и имели собственную промышленность далеко не через 10 лет.
                    • +2
                      Работаю в НИИ «Плазма» Рязанском, собственными руками делаю лазеры для их установок. Сейчас кажется они совсем загинаются — оплачивать никак не хотят. Вообще тема с советскими заводами и НИИ заслуживает отдельной статьи.
                  • +4
                    Не стоит предприятию, занимающемуся разработкой и производством микросхем, пытаться конкурировать с китайцами, да ещё на поле бюджетной техники. Не те категории.
                    • +2
                      Интеграл — это не один завод, это объединение заводов.
                    • +8
                      Работал там года 3, отрабатывал распределение, далеко не только с мониторами там такие шутки, смешнее когда приезжают делегации, чаще всего Корея, Китай, Япония и видимо с целью экономической разведки — делают стенды, в которых расписано, как всё красиво и хорошо разрабатывается и производится у нас, ходишь смотришь на это, а сам работаешь в отделе, который разрабатывает, то о чём пишут на этих стендах и прекрасно знаешь, что большая половина из этого не то что не производится, ещё даже разработка не начиналась.
                      Вот так и живёт флагман радиоэлектронной промышленности СССР, за счёт русской военки, ну и гос. заказа — финансирования из бюджета хоть как-то держится на плаву.
                      Отдельный цирк с производством микросхем аналогов — берётся западный аналог, достаётся кристалл, поэтапно стравливаются слои и делаются фото высокого разрешения каждого слоя, потом по топологии востанавливается схема Э3 и… Короче весело там.
                      • +1
                        да, причём ребята, которые сканировали эти слои, рассказывали, что они там обязательно находят какие-нибудь послания (текстом) от авторов тех микросхем

                        а потом и свои оставляют :)
                        • +3
                          Когда-то поставили основным разработчиком одной микросхемки, было вообще смешно, даже стравить, сфотографировать нормально не смогли, тупо не видно было многих элементов топологии, пошёл разбираться, по итогу оказалось, что аналог не пойми где взяли и другого нет, написал запрос, чтобы купили другой, ждал пока купят, ходил напоминал наверное месяца два пока не забил, короче, одним словом — «цирк».
                    • +3
                      Спасибо! Отличная статья, очень интересно!
                      • +4
                        Мне понравилось, наконец то доступным языком изложили чем простые микросхемы отличаются от военных/космических
                        • 0
                          Ссылка на electronix мертвая, так и не почитаешь что там обсуждают про шпионов :)
                          • 0
                            ХМм, а у меня работает, может форум лежал? Что вам пишет?
                            • 0
                              «Ссылка, по которой вы попали на эту страницу является «мертвой» или удаленной.»
                              • 0
                                Действительно, похоже там только зарегистрированные пользователи могут видеть… :-|
                          • 0
                            Мне вот осталось непонятно: если так сложно снизить воздействие космического излучения на электронику, как тогда она работает на МКС и как там космонавты живут? Нельзя ли запихнуть электронику в такую же оболочку, из которой состоит МКС? (при условии, что и электроника внутри будет, как в МКС)
                            • 0
                              Частицы с высокой энергией относительно редки, поэтому комонавтам в рамках разумных сроков нахождения на орбите это проблемами не грозит. Для техники — дублирование (вернее троирование) критических управляющих систем, грамотные процедуры восстановления при сбоях.
                              • 0
                                МКС летает ниже спутников, на высоте 600 км, в том числе и по этой причине
                                • +4
                                  До 600 она никогда не долетала. Большую часть времени между 380 и 400.
                                  • 0
                                    Многим, думаю, поможет напоминание о магнитном поле планеты, защищающем от солнечного ветра и космической радиации планету. Ниже, конечно, сложный пирог из слоёв высокотемпературных ионов, нагревающих апппараты, но это решается нормальным отражающим покрытием.
                                • +2
                                  На низкой орбите МКС защищена магнитным полем земли, поэтому там радиация намного ниже, как я писал — обычные гражданские чипы могут работать годами.

                                  Но проблемы с надежностью есть, я читал у них регулярно память в ноутбуках горит, сейчас ссылку не нашел.
                                  • +1
                                    Всё просто — человеческий организм обладает той самой устойчивостью на основе мажоритарной логики — у нас дикая избыточность по всему, и ДНК, и РНК, и нейроны с параллельностью. То есть людей достаточно защитить от множественного поражения, и совсем не обязательно заморачиваться с защитой от одиночных частиц с большим зарядом. Если сделать технику с таким же уровнем избыточности — будет она в космос летать и спокойно жить.
                                    P.S. Стоит отметить, что устойчивость здесь имеется в виду всё-таки статистическая — то есть 100% гарантии безопасности нет и не будет, как для человека, так и для техники.
                                    • +3
                                      Да хватит гнать, на МКС и ноутбуки себя отлично чувствуют, а на 19200 никакая мажоритарная логика от лучевой болезни не поможет.
                                      • 0
                                        Разница ещё и в том, что у живого организма повреждённые клетки постепенно восстанавливаются. Вот если бы микроэлектроника могла бы самозалечиваться…
                                        • 0
                                          Таки может )
                                          Нагреваем микросхему до 200 градусов с отключенным питанием — и микросхема как новенькая, весь накопленный заряд и мелкие повреждения рассасываются.
                                          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                            • +1
                                              Страшнее той глупости что вы сейчас сказали может быть только глупость людей, поверивших вам, что хорошо перегреваться когда болеешь. Сделайте опровержение в комментарии, ато идиотов хватает, хабр читают не только хабраюзеры, но и вполне… разные альтернативные люди, для которых хабрамембер авторитет по определению.
                                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                • 0
                                                  3.1415-здец как все плохо, квантовый механизм температуры из-за растущей энтропии в микроеэлектронике совсем не тоже самое, что и макро-антитела в организме, специально вызывающие повышение температуры тела, ради ускорения метаболизма, а значит быстрейшего уничтожения антителами вируса-агрессора.

                                                  Ваш организм миллиннолетней славой эволции знает, когда себя надо нагреть для ускорения всех реакций для быстрого метаболизма и работы антител.
                                                  Но, когда ваш организм не прешает температуру 39 — это значит всё хорошо. Когда перешагивает 39 — это значит необратимые изменения для обычных нормальных белков организма, спинного и головного мозга.
                                    • +5
                                      Проблема в том, что Франция не использует исключительно французские микросхемы, Япония — японские, а США — американские. И лишь Россия хочет использовать микросхемы изготовленные исключительно на своей территории. Ну а более глобальная проблема — как и 30 лет назад, КРУГОМ ВРАГИ!
                                      Я тоже не связан с военно-космической отраслью, чему искренне радуюсь всякий раз, как заходит подобный разговор.
                                      • +11
                                        Естественно, Япония, США и Франция — союзники.

                                        У России есть союзник — Белоруссия, и Белорусские микросхемы также могут использоваться наравне с Российскими.
                                        Появится больше технологически-развитых близких союзников — будут и их микросхемы использовать. (Китай?)
                                        • +6
                                          Ну использовать китайские микросхемы в этом плане можно только исходя из одного предположения — если Китай надумает воевать, то хана настанет поставкам всего, начиная от самых подштанников…
                                          • +1
                                            Китайцы прагматики. Зачем им воевать, когда у них и так всё покупают?
                                          • +3
                                            Только вот как бы технологически развитый Китай не стал не_совсем_союзником…
                                          • +1
                                            Радиация в космосе не имеет границ, поэтому проблемы с номенклатурой электроники есть у всех. По поводу того, что США ставят на своих военных спутниках чужие схемы -сильно сомневаюсь, не для этого у них такие бюджеты и такие цены на схемы. На научных и коммерческих сколько угодно, но и мы ставим.
                                            Все упирается не во врагов, а в деньги. Импортная европейская схема space-класса может стоить как автомобиль, плюс бюрократия и оплата приемки здесь. Но все равно приходится покупать, потому что фотоприемных матриц, например, нет, и конкретному предприятию проще закупать десятками эти схемы-автомобили, хотя было бы хорошо, если бы эти деньги оставались в стране, потому что это гигантский мультипликатор.
                                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                              • 0
                                                денежный мультипликатор имелся ввиду, предполагаю я.
                                                • +2
                                                  Мультипликатор ВВП. Вложенный рубль государства в брошюры о том, как живется хорошо, даст рабочее место чиновнику в Москве и уйдет в Финляндию на оплату типографии; весь его эффект на этом закончится (не считая хорошего настроения граждан, которые узнали, как им хорошо живется), а в вложенный в космическую промышленность пройдет по цепочке предприятий, даст кучу рабочих мест, и только потом уйдет в Финляндию на оплату бананов.
                                              • +2
                                                Самым ярким примером действия программной закладки является военный конфликт в Персидском заливе. Тогда при проведении операции «Буря в пустыне» система ПВО Ирака оказалась заблокированной по неизвестной причине. Несмотря на отсутствие исчерпывающей информации, высказывалось предположение, что ЭВМ, входящие в состав комплекса технических средств системы ПВО, закупленные Ираком у Франции, содержали специальные управляемые электронные закладки, блокировавшие работу вычислительной системы.
                                                • +1
                                                  Ну вы сравнили, одно дело готовые системы, другое дело отдельные микросхемы.
                                              • 0
                                                Вероятно так и появились отечественные FPGA 5576ХС4Т и 5576ХС3Т — которые программно совместимы с Altera но имеют отличающуюся распиновку.

                                                То есть эти 200К гейтов не сами делают? Вот блин.
                                                • +1
                                                  radiant.su/rus/news/?action=show&id=565

                                                  Воронежский Завод Полупроводниковых Приборов – Сборка (ОАО «ВЗПП-С») в соответствии с планом технического развития выпустил новое изделие — ПЛИС 5576XC4T

                                                  Кроме того, на самом ВЗПП производство толще микрона, им такого не сделать.

                                                  Но за то конфигурирующая память для них есть своя — как обычная, так и рад.стойкая.
                                                  • 0
                                                    У нас стоит что-то из этого, 2Т наверное. Я грешным делом думал, что можно ожидать прогресса в этой области, потому что толстая FPGA может позволить выкинуть половину дерьма с платы.
                                                    • 0
                                                      Ну, продукт же есть — можно выкидывать. Будет возможность — и кристалл сделают, со временем.
                                                      Мелкие CPLD — Интеграл делает.
                                                      • 0
                                                        В этом смысле, прогресс в изделиях, безусловно, может быть. Но по сравнению с современным рынком, эти ПЛИС — отставание на 15 лет. И перспектив нет, кроме разве что, покупки у Альтеры более нового дизайна. А с учетом того, сколько времени воронежцы доводили до готового решения эти — даже трудно представить, когда могут быть новые.
                                                        • 0
                                                          Так сравнивать некорректно.
                                                          Altera 99% расходов отбивает на гражданской продукции, они сами по себе идут вперед.

                                                          У нас — нужно будет сильно кому-то FPGA толще — пропихнут ОКР — сделают толще в соответствии с заданием.
                                                          • +2
                                                            Вот в этом и вся проблема — если пыться делать «супер-пупер микросхему для военных», то это деньги в бездонную бочку. Нужен массовый выпуск, большой рынок сбыта, чтобы обкатывать технологии. Шанс сделать 100 супер микросхем — нулевые. Сделайте хотя бы 1000000 обычных, после этого переходите к каким-то особенным.
                                                            Поэтому если будет у нас кому-то нужен FPGA сильно толще — либо честно пойдут и купят у актеля/зайлинкса, либо сделают по технологии монитора Integral/Acer из коммента выше. А сами и с нуля и сразу радиационно стойкую и на 1 миллион триггеров — хрен, даже если весь нефтяной бюджет на это пустить.
                                                            Разве что купить на эти деньги тот же актель с потрохами — так ведь не продадут, скорее всего…
                                                            • 0
                                                              Сложность разработки FPGA не растет линейно с ростом количества ячеек — там же копипаста :-)
                                                              Так что главная проблема — один раз софт разработать. Но это сложно и дорого, независимо от размера FPGA.
                                                              • +2
                                                                Угу. Только она растет весьма нелинейно с усложнением технологических норм и усложнения конструкции внутренних блоков. От тем самых FLEX10K, используемых воронежцами, до современных FPGA, примерно как от процессора типа 80386 до современных iCore (аналогия грубая). Вроде смысл тот же, но есть нюансы…
                                                          • +1
                                                            Вы в курсе современного рынка? Космос очень часто отстает лет на 10, во всяком случае за вменяемую цену. У onsemi, например, КМОП-фотоприемников аж 2 штуки в мегапиксель, и обоим по 10 лет.
                                                            • +1
                                                              Если смотреть на FPGA, то Actel специализируется на радиационно-стойких технологиях, Xilinx так же предлагает решения. Да, они отстают от текущих коммерческих FPGA, но года на 3-4. Воронежские ПЛИС (альтеровские флексы) — это 96-97, насколько я помню, год. Опять-таки воронежские ПЛИСы — просто военное исполнение в керамическом корпусе, про особую радиационную стойкость для них вроде ничего не заявляется. Хотя тут могу наврать — поправьте меня, если ошибаюсь.
                                                              • 0
                                                                На воронежских ПЛИС базируется довольно много приборов со сроком эксплуатации лет 10-15, то есть стойкость или заявляется (то есть проверяется на заводе), или проверяется непосредственно потребителем.
                                                                Хотя я знаю историю, когда микросхема с 100 крад стойкостью оказалась 30 крад и пошли отказы ровно в 3 раза быстрее, чем ожидалось, надеюсь, что для воронежских ПЛИС все померяли правильно. На самом деле много кто занимается проверкой на стойкость и упаковской гражданских микросхем — 3DPLUS, например. В Воронеже этим занимается «отечественный производитель», поэтому есть большая разница в цене и доступности для военных применений.

                                                                С FPGA особых проблем действительно нет, есть выбор:
                                                                1. Устаревшее наше
                                                                2. Дорогое ненаше
                                                                Для вещей же типа приемников излучения выбор
                                                                1. Очень дорогое и устаревшее ненаше

                                                                Все. Какой-либо мотивации разрабатывать что-то радиационно-устойчивое ни у кого нет, даже за бугром. Бельгийская Fill Factory, которая специализировалась на этом, сначала продалась Cypress, теперь On Semiconductor, не думаю, что от хорошей жизни.
                                                    • +17
                                                      Теперь я осознал, насколько крут Curiosity!
                                                      • 0
                                                        А Луноход настолько крут, что поэтому Чак Норрис живет на Земле. Боится вылезать :)
                                                      • +1
                                                        Превосходно! На практике знаком с этой темой, доводилось даже читать курсы лекций, но такую полную по охвату, ясную по изложению и при этом лаконичную статью прочитал впервые. Спасибо!
                                                        • +11
                                                          Хорошо расписано, но как всегда есть «НО» -российская промышленность ориентирована не на выпуск конкретного изделия, а на финансирование самого процесса его разработки и производства, причем без гарантии результата. Этим грешит всё российское высокотехнологичное производство. И началось это не вчера, а в тех самых 70-80-х, даже термин ушами оттуда «выбить финансирование». То есть говоря проще российским «производителям» невыгодно заключать контракт на производство и поставку чего-либо конкретного в определенном количестве в оговоренный срок-им нужна плата за сам процесс. Естественно что потребителей это не устраивает-им нужен не сферический конь в вакууме, а вполне конкретный продукт и что вполне логично они идут за искомым на запад. Ну или в небольшие ООО из двух-трех человек, где трудится бывший инженер госнии, уставший «кормить» всю родню руководства этого самого нии.
                                                          Контроль качества можно даже не обсуждать- все помнят письмо отчаяния инженера " После моих упорных настояний, что надежность является определяющей в космической технике, поскольку содержит в себе прочностной и другие показатели, а в конечном итоге определяет конструкцию в целом, один из не последних руководителей остроумно возразил: «Надежность – продажная девка империализма. Надо будет – я (именно Я!) заплачу директору Центра надежности и он напишет ту цифру, какую надо». В основном так и происходит – в отчетах, отсылаемых в ЦНИИМАШ, формально ставится нужное число девяток, а далее жизнь показывает, угадали или нет. Вероятность — она и есть вероятность!"
                                                          • 0
                                                            Финансирование бывает в разной форме.

                                                            Когда предприятие выполняет ОКР для государства — там не отвертишься, есть срок, есть сумма — должны поставить продукт в соответствии с требованиями.
                                                            • +3
                                                              А иначе поставят в обкоме на вид и переведут в замы…
                                                              • 0
                                                                Предлагаю провести эксперимент — заключите с министерством обороны контракт о поставке туалетной бумаги, поставку срываете.

                                                                Что сделают?
                                                                • +3
                                                                  Лично меня (если вдруг такое произойдет) — вкатают неустойку по контракту и пустят по миру. А что сделают с каким-нибудь гос. НИИ? Обанкротят? Это будет очень смешная процедура по перекладыванию денег из одной строчки бюджета в другую; с оказанием помощи отечественной науке и т.д.
                                                                  Плюс не путайте туалетную бумагу и НИОКР — бумага или есть или нет, а НИОКР — в процессе, непредсказуемые задержки, предварительные отчеты, бла-бла-бла.
                                                                  • +1
                                                                    Ну, значит я не знаю что они делают, но я не вижу массово-проваленных ОКР, которые финансируются именно как отдельная ОКР.

                                                                    Бывают мелкие накладки (вроде гепотетически неработающего кеша в одном из Комдив-ов), но в целом результатом ОКР являются конкретные физические микросхемы.
                                                                    • 0
                                                                      Есть принципиальная разница между выполнением ОКР и постановкой на серийное производство изделия, разработанного в ходе ОКР. К сожалению, в большинстве случаев постановка на серию от исполнителей ОКР не требуется.

                                                                      PS. На нашем предприятии уже давно «забили» на ОКР, как на тупиковый путь развития. Хоть забесплатно можно провести разработку, если потом гарантируется вменяемая серийность.
                                                                    • +1
                                                                      Оплата идет под пункты в ОКР. Типа, поставка прототипа к такому-то числу. На этапе НИР конечно можно очковтирать. На полпути провалить пункт можно (и тогда остаток финансирования закончится конечно же), и даже могут зачесть пункт задним числом (опоздали со сдачей на месяц, а зарплату платить надо), но реально просирать полимеры несколько лет — это уже на статью тянет. Непредсказуемые задержки соответственно из своего кармана и платятся — пункт-то не выполнен.
                                                                      Воруют обычно на купле-продаже компонентов банальными откатами и посредниками, но если при этом еще и продукцию не поставлять, будет плохо.
                                                                      • 0
                                                                        Один мой коллега начинал работать в каком-то питерском НИИ в начале этого века. Как раз в то время им пришел новый проект по созданию системы космической, что ли, связи. Изначально проект был рассчитан на 3-4 года. Коллега успел поменять пару мест работы, а проект все тянется. Периодически он нам со смехом (который сквозь слезы) пересказывает положение вещей от товарища, продолжающего там работать.
                                                                        Я сперва думал — надо же как здорово — развивают систему, может создают новое поколение… Ан нет. Уж не знаю, что там пишется в отчетах идущих наверх, но состояние проекта на нынешний момент — еще пару лет и будет готов первый опытный образец. Причем финансирование стабильно идет, т.к. система очень кому-то нужна. Но все все понимают — когда-то терпение закончится, и останется только собирать вещи и куда-то быстро разбегаться, т.к. иных денег, по сути, нет. Уж каким образом там оформлена эта разработка — извините, не знаю.
                                                              • 0
                                                                То есть говоря проще российским «производителям» невыгодно заключать контракт на производство и поставку чего-либо конкретного в определенном количестве в оговоренный срок-им нужна плата за сам процесс.

                                                                Если заказывать ОКР за рубежом, будет то же самое, только дороже как минимум во столько, во сколько больше зарплата инженеров, плюс еще процент с потолка. Другой вопрос, когда за рубежом конкретный продукт есть, а у нас нет. Но это потому что кто-то у них там заплатил за этот ОКР двадцать лет назад.
                                                              • +1
                                                                Хм. Добавлю, что устойчивость к радиации и температуре — далеко не единственные проблемы.
                                                                Почему-то не сказано о высоких требованиях к перегрузкам (особенно актуально для космоса), устойчивость к различным погодным условиям, вибрациям (понятное дело, что с вибрациями и погодными условиями борется, как правило, оболочка, но тем не менее), и еще большой список факторов, способных вывести технику из строя. Вообще часто возникает вопрос у людей: почему БЭЦВМ, установленная на ЛА, гораздо больше и тяжелее обычного ноутбука, но слабее его в несколько раз?
                                                                Вот когда видишь требования, предъявляемые к выносливости этой бортовой ЭВМ, становится понятно.

                                                                А еще, возможно для кого-то это станет озарением, на спутниках (да, в общем то везде) все системы дублируются. Навигационная задача решается одновременно всеми доступными средствами, путем интегрирования (комплексирования — кому как больше нравится) датчиков различных навигационных полей Земли. Тех же БИМС минимум три, помимо этого задачу определения ориентации в пространстве решает еще несколько других датчиков, например (не помню, как называется) следящий за видимым положением Земли, Луны и Солнца и выдвигающий на основе этого гипотезу о положении.
                                                                • +1
                                                                  Астронавигационная система.
                                                                  У того же Lockheed SR-71 навигационных систем тоже три — инерционная, астронавигационная и после появления — GPS.
                                                                  • 0
                                                                    Про дополнительные требования — добавил, спасибо.
                                                                    • 0
                                                                      Вы уверены, что на спутниках есть БИМС? По моим представлениям они на орбите будут показывать в основном шум. Или есть настолько чувствительные инерциалки, что чувствуют возмущение орбиты?

                                                                      Или может опечатка? Имелся в виду БИНС?
                                                                    • +6
                                                                      В импортных микросхемах «закладки» с дистанционным отключением сделать малореально,

                                                                      есть известный Workshop on Cryptographic Hardware and Embedded Systems (CHES)
                                                                      почти каждый год есть публикация о апаратьных троянах, их детектировании и т.д. 
                                                                      проблема не только для военных но и для коммерческих продуктов с покупными IP

                                                                      а вот снизить надежность и срок службы вполне возможно.

                                                                      согласен, сложно это но возможностей — много: Hot Carrier Injection, Oxide Breakdown, Negative bias temperature instability…
                                                                      • +2
                                                                        Небольшие прояснения ситуации. Согласно действующим ГОСТам, существуют так называемые группы исполнения. В рамках этих групп применяются различные требования по устойчивости к воздействию внешних факторов. При разработке изделия в ТЗ как правило указывается эта группа. Поэтому, для компонентов космических аппаратов применяются более жесткие требования, нежели к компонентам для наземной, но все же военной техники.
                                                                        Кстати, о компонентах для военной техники. Формально, существует приказ 41 МО РФ, в котором прописан перечень радиоэлектронных компонентов, и все предприятия должны ему следовать, а представители заказчика проверять. Но, на практике этот приказ легко игнорируется: для импортной микрухи, произведенной где-то в Китае, отписывается бумажка, по которой она и только она может использоваться в изделии. В результате, очень часто современное новое вооружение состоит из импортных комплектующих. Все довольны.
                                                                        Однако, не все так плохо. Испытания на надежность все-таки проводятся в термокамерах, на вибростендах и пр. Здесь и проявляется пытливость русского ума. Не все микросхемы могут работать при -50С, поэтому в блоки изделий внедряется принудительный подогрев: достаточно мощный резистор подогревает внутреннее пространство блока, и устройство начинает работать при низкой температуре. Снова все довольны.
                                                                        • +1
                                                                          Голь на выдумки. Есть прибор семилетней давности, в котором глюки industrial микросхемы в космосе успешно исправляются программно. Накопленный радиацией заряд достигает некоторго пика, а потом возникает динамическое равновесие, поэтому глюки возникают в разных местах, но однотипные.
                                                                          • +1
                                                                            В книжке про историю применения ВТ в NASA в частности упоминается (в качестве одного из решений) о размещении нескольких вычислительных узлов, объединенных в сеть, на максимальном расстоянии друг от друга. Чтобы минимизировать вероятность одновременного выхода из строя нескольких узлов от одной частицы. Причём, это описывалось применительно к Galileo, который черте когда разрабатывался…
                                                                            Книжка вот, кому интересно: history.nasa.gov/computers/contents.html
                                                                        • +7
                                                                          Так хорошо расписано, а на практике…
                                                                          Цены на наши стойкие микросхемы просто запредельные. При этом сами микросхемы, в большинстве своём, говно и старьё. Пытаются клепать клоны старых импортных, но допускают массу ошибок. И есть ещё большой вопрос и лицензионной чистотой. например у нас со скрипом клепают аналоги микрочиповских PIC пятнадцатилетней давности, и я совсем не уверен, что у них необходимая лицензия.
                                                                          Ассортимент более чем скромный. Некоторых крайне необходимых компонент просто нет.
                                                                          Половина (если не вся) сложная микроэлектроники для военной техники (например наши MIPS'ы) производится за границей. Но самое главное, что разводку топологии кристаллов тоже делают там! Т.е. мы им даём описание чипа на языке довольно высоко уровня, а топологию чипа нам делают там. О каком контроле закладок можно говорить? Ровно с тем же успехом можно сразу заказывать готовые чипы.
                                                                          А ещё в Питере есть специальная контора, которая за небольшой чемодан денег ставит пятую приёмку на всё, что угодно. Типа, «может быть выполнено на отечественных аналогах». И это на какой-нибудь Core i7.
                                                                          Короче, впоследний раз когда я это всё вблизи видел, там была повальная коррупция и развал.
                                                                          • +1
                                                                            Миландровский ARM например вполне себе лицензионно чистый и они сами разрабатывают топологию.

                                                                            А то что дерьмовых чипов достаточно, особенно в 90-е — это само собой.
                                                                            • +2
                                                                              Да, сейчас все дерьмово, но есть тенденция к улучшению, и это обнадеживает.
                                                                              • 0
                                                                                Хочется верить, что такая тенденция есть, может по подробней расскажите, какие предприятия фирмы отечественные реально работают и могут составить конкуренцию западным гигантам?
                                                                                • +1
                                                                                  Это же в статье всё есть
                                                                                  • 0
                                                                                    Я к тому что, может у вас есть какие-то более детальные сведения о каком-то из предприятий или даже личный опыт работы на таком или друзья, которые там работатют?
                                                                                    К примеру, моё субъективное мнение, Интеграл в том виде в каком он сейчас не может составить никакой практически конкуренции западным даже не большим компаниям не говоря уже о гигантах, хотя в газетах и по ТВ, конечно, в РБ рассказывают, что там очень замечательно и отрасль шагает семимильными шагами.
                                                                                    • +1
                                                                                      Нет, других данных у меня нет, просто статья вселила осторожный оптимизм. Я был уверен что у нас микроэлектроника застряла на технологиях 80х годов.
                                                                                      • 0
                                                                                        Как я писал в предыдущей статье — микроэлектронное производство — это не только большие и сложные процессоры, это и мелочевка вроде транзисторов и стандартной логики. Её Интеграл и производит вполне успешно на экспорт, и она продается по всему миру.
                                                                                • 0
                                                                                  >например у нас со скрипом клепают аналоги микрочиповских PIC пятнадцатилетней давности, и я совсем не уверен, что у них необходимая лицензия

                                                                                  Так если они на рынок не выходят со своими аналогами, зачем им лицензионная чистота?
                                                                                • 0
                                                                                  >Современные тех.процессы менее радиационно-стойкие
                                                                                  >Шанс получить ошибку в конкретном транзисторе пропорционален его объему, а он быстро уменьшается с уменьшением >технологии
                                                                                  Получается более стойкие, нет?
                                                                                  • +1
                                                                                    я так понимаю, попасть в конкретный транзистор сложнее, но при попадании вероятность того, что транзистор выйдет из строя выше
                                                                                    • +3
                                                                                      > Перейдем теперь к паре интересных мифов:
                                                                                      >…
                                                                                      >Современные тех.процессы менее радиационно-стойкие
                                                                                      • +1
                                                                                        упустил, спасибо
                                                                                    • +2
                                                                                      Современные тех.процессы менее радиационно-стойкие
                                                                                      ==
                                                                                      Очепятка? Вероятно более стойкие или «менее подвержены риску пострадать от радиации»
                                                                                      • 0
                                                                                        Чем мельче техпроцесс, тем пагубнее разрушающее действие радиаци
                                                                                        • +2
                                                                                          Текст статьи с Вами не согласен:
                                                                                          — Шанс получить ошибку в конкретном транзисторе пропорционален его объему, а он быстро уменьшается с уменьшением технологии (т.к. транзисторы становятся не только меньше по площади, но и тоньше). Помимо этого, отмечено аномальное увеличение радиационной стойкости с современными толщинами подзатворных диэлектриков (3нм и менее).

                                                                                          В целом, на современных стойких тех.процессах (65нм и менее) рутинно получаются микросхемы выдерживающие дозу облучения в 1млн рад, что превышает все разумные требования по стойкости. Стойкость к защелкиванию и программным ошибкам — достигается за счет triple-well и специальных архитектурных решений.
                                                                                          • 0
                                                                                            Согласен, я не прав. Буду знать.
                                                                                      • +2
                                                                                        Кстати, перечень микросхем спецназначения называется МОП 44 001.01-21. В него входят только микросхемы отечественного производства (в т.ч. Интеграл), разрешение на применение импортной микросхемы (или нескольких) можно получить после проведения ряда испытаний. Удовольствие не из дешевых.
                                                                                        • 0
                                                                                          и все же, возможен ли вариант «конца света» от выгорания электроники в следствие очень сильной вспышки на солнце?
                                                                                          • 0
                                                                                            Конечно, если на солнце случиться вспышка сверхновой, вся электроника сгорит на всей земле.
                                                                                            Но нужно помнить, что микросхемы в любом случае выдерживают как минимум в 10 раз больше, чем человек.
                                                                                          • 0
                                                                                            Не статья, а прям луч света в тёмном царстве! Респекты автору!
                                                                                            • +1
                                                                                              Спасибо, прочитал взахлёб. Я работал, да и работаю с той стороны, которая не может писать таких статей.

                                                                                              И могу сказать, что в большинстве своём мы можем отказаться от импортных микросхем (исключение АЦП, ЦАП, и вся аналоговая техника), сделав свои процы на FPGA. Это не делается, как правило по тому, что «надо сделать вчера», и просто быстрее поставить готовую микросхему, чем потратить год на разработку своей.
                                                                                              • +1
                                                                                                >Использование гражданских микросхем в космосе ограничено эффектом защелкивания, и возможно в лучшем случае на низких орбитах.
                                                                                                Ну то есть спутник на низкой орбите с управлением на основе сотового телефона все-таки возможен? ;)
                                                                                                Пусть ненадежный, но вполне работоспособный до определенного предела будет.
                                                                                                • +1
                                                                                                  Ну то есть спутник на низкой орбите с управлением на основе сотового телефона все-таки возможен? ;)


                                                                                                  тролейбус.жпг
                                                                                                  • 0
                                                                                                    В не в курсе, это понятно. Щегольнуть остроумием не получилось, огорчу вас.
                                                                                                    • 0
                                                                                                      Вы правы, я как-то упустил сей опус, но я не вижу в том посте ничего удивительного. Однако я всё равно считаю, что это троллейбус.

                                                                                                      Не так давно я занимался испытаниями военной электронике на работу в температурном диапазоне от -60 до +90. Мне очень интересно, что будет с онным телефоном при таких температурах? Полагаю, что на солнышке в безвоздушном пространстве дешёвого «спутника» эта железка раскалится до значительно больших температур.

                                                                                                      • 0
                                                                                                        Зависит от того как сделаете. Температурный режим не проблема — снаружи отражающий корпус и все будет в порядке. Герметичный корпус с теплоотводом сделать не проблема. и вообще вопрос не в температуре — это ерунда, в стратосферу обычную фотокамеру запускали, сделав подогрев и изоляцию, даже оптика выдержала, что уж говорить про электронику, которая менее привередлива.
                                                                                                        Суть в том, что это технически возможно и доступно по деньгам. Остальное- мелочи. Ну проработает он даже неделю, все равно разрешение нужно, все равно большего от него и не требуют и никто не будет делать серьезный спутник на телефоне. А вот в кружке или в виде хобби это возможно. сложнее разрешение на запуск получить.
                                                                                                        • 0
                                                                                                          Если бы я вёл кружок, то взял бы лучше отладочные платы. Они стоят дешевле, чем телефон, имеют шире температурный диапазон, и имеют кучу портов ввода-вывода, в отличии от телефона. А главное меньший вес.
                                                                                                          • 0
                                                                                                            Вот тут полностью согласен, поэтмоу купил себе плату на ARM :)
                                                                                                          • 0
                                                                                                            Стратосфера и низкая орбита — разные вещи) В космосе отводить тепло можно только излучением, так что это очень серьезная проблема.
                                                                                                            • 0
                                                                                                              Тепературный режим не проблема????? Скажите это целым отделам в НИИ которые считают температурный режим для спутников, которые борятся за каждый Ватт энергии на борту для охлаждения или для нагрева)) Я думаю я знаю пару людей которые скажут что это примерно такая же не проблема как спрыгнуть с 5 этажа и не разбится, можно но не у каждого получается). Думаю если у вас есть деньги получите вы разрешение на запуск)) Но цена должна вас остановить от запуска того, что проработает неделю. Кстати там где нет воздуха тепловые трубки вам не помогут))
                                                                                                              • +1
                                                                                                                Вы различаете стационарный спутник и разовый эксперимент? Неужели вы всерьез думаете, что кто-то будет запускать серьезный спутник на сколько-нибудь длительное время на игрушечной платформе?
                                                                                                                Я говорю об эксперименте. Его вполне реально осуществить. Запустить, выполнить некоторые действия и опыты, вернуть на землю. сравнительно недорого. А на постоянной основе гражданское оборудование запускать в космос нефиг.
                                                                                                                • 0
                                                                                                                  Моя трехкомнатная квартира в центре куротного областного центра — миллионника (Одесса) стоит примерно как запуск одного «кубика». Нафиг, нафиг такие игры)

                                                                                                                  Концептуально о том, что нам было бы неплохо в полулюбительских кружках тоже кубики запускать я согласен. И о том, что немного сэкономить может получиться, и сделать их советским инжинирингом процентов на 20 дешевле тоже согласен. Но с решениями и подходами как-то не очень согласишься.
                                                                                                                  • 0
                                                                                                                    Приходите к нам на кафедру))) Уже несколько лет у нас идёт проект по запуску кубика )) Может лет через 5 полетит)) Можете поучаствовать)) Пока цена вопроса 5 значная сумма в евро))

                                                                                                                    Вообщем-то кружки существуют многие институты пытаются запустить что-то своё). Просто удачных попыток не так уж и много.
                                                                                                                    • 0
                                                                                                                      В чем прикол вместо точек ставить скобки?
                                                                                                                      • +1
                                                                                                                        Потому что от замены скобок на точки — получается речь гота.
                                                                                                                        Приходите к нам на кафедру... Уже несколько лет у нас идёт проект по запуску кубика.. Может лет через 5 полетит... Можете поучаствовать.. Пока цена вопроса 5 значная сумма в евро..
                                                                                                                        
                                                                                                                    • 0
                                                                                                                      Так и не запускайте, вас же никто не заставляет :)
                                                                                                                      А тех, кому очень хочется, это не остановит. и потом десятки тысяч долларов и миллионы — это разные порядки цифр вообще. Спонсора на такую идею, готового пожертвовать десятки тысяч найти куда проще чем миллионы.
                                                                                                                    • 0
                                                                                                                      На чём вы собрались запускать спутник? Всё упирается в запуск)) Когда у нас вместо ракет будут гаус пушки или что то ещё, то я думаю стоимость вывода будет норм. Вернуть на землю забудте сразу. Либо вы путаете ближний космос и стратосферу. Запустить зонд в стратосферу проблем нет. Камеры уже доказали, что они там нормально живут. Ну и БЦВМ для аэростатов можно строить например на платформе PC-104 это формат для одно платных компьютеров который появился задолго до всякого Малино-ПК)). Кстати солнышко вам спутник прогреет очень и очень быстро))) Ещё раз повторюсь как я писал раньше. Да спутник из телефона возможен) Тайвань вот армы ставит в свои приборы причём они там не сильно защищены. Вопрос как его запустить и как защитить встанет в такие деньги, что вам не захочется связываться с телефоном. На хабре была статья про стартап спутник за 80к зелени, вроде деньги собрали и вроде дата запуска уже прошла мне влом гуглить удачно или нет)) Вот это был тот самый эксперимент с телефоном)) 3 камеры на АРМ и ардуино как управление. Причём делали люди запустившие не один уже аппарат, как я понимаю)) Погуглите может найдёте)) Я думаю вам будет интересно))
                                                                                                                      • 0
                                                                                                                        Хмм, а разве некоммерческий спутник нельзя пропихнуть как сопутствующую нагрузку? Там же не всегда полезная нагрузка в притык?
                                                                                                                        • 0
                                                                                                                          Если задаться целью — наверное можно.
                                                                                                                        • 0
                                                                                                                          Я видел, да.
                                                                                                              • 0
                                                                                                                Ну что ты (надеюсь ты меня помнишь по #ru_embedded ;), вон НАСА уже собирается запустить спутник PhoneSat (гугль в помощь, ссылка на НАСА какая то скучная потому не стал тут ее постить)
                                                                                                                • 0
                                                                                                                  По мне так это колхоз :)
                                                                                                                  • 0
                                                                                                                    Скажу по секрету, что эмбеддеры тоже свой спутник делают cubesat.ru, надеюсь хабрэффект не обвалит сервер :)
                                                                                                              • 0
                                                                                                                Возможен с временем активного существования не более пары месяцев.
                                                                                                                • 0
                                                                                                                  Это понятно, мне просто ранее доказывали, что нельзя этого сделать :)
                                                                                                                  Я и тогда был уверен, что возможно и сейчас получил подтверждение.
                                                                                                                  • 0
                                                                                                                    Как разработчик аппаратуры для космоса так же скажу, что я не думаю что это реально)) Но формально телефон сколько-то работать будет. Даже не так. Стоимость запуска настолько велика, что делать для космоса аппаратуру из телефона никто не будет
                                                                                                                • 0
                                                                                                                  Да, если сделать передергивание питания автоматическое у всех микросхем, то может работать и год и 5 лет (но софт должен быть готов к постоянным перезагрузкам).

                                                                                                                  Без передергивания питания — проработает пару витков до первой ТЗЧ, как Фобос-Грунт.

                                                                                                                  Будут накапливаться ошибки в памяти (и флеш и оперативной) — их нужно регулярно исправлять, перезагрузкой и кодами коррекции ошибок. Но в теории заставить работать кое-как думаю можно.
                                                                                                                  • 0
                                                                                                                    Ну как минимум — вариант из двух -трех телефонов / ARM плат с арбитражем. Все это не то, чтобы на коленке делается, но довольно дешево и не очень сложно. Это не знчит, что нужно бежать и делать именно так, но это означает, что порог выхода на космические исследования радикально снижается. Вплоть до доступности отдельному небогатому НИИ. Лишь бы разрешили собственно запуск, технологии по большей части в широком доступе есть.
                                                                                                                    • +1
                                                                                                                      Вас остановит не цена электроники а цена вывода килограмма груза.
                                                                                                                      • +1
                                                                                                                        Причем учитывая эту цену, разница в цене 100 раз на схему, которая позволит работать в 10 раз дольше — не проблема. Хотя вообще CubeSat это модно сейчас
                                                                                                                  • +4
                                                                                                                    Дополню по поводу пластиковых корпусов, они в космосе испаряются )) Как это не парадоксально звучит, засоряют оптику и вообще пластик быстро изнашивается в этих условия.