반도체가 우주공간에서는 오작동을 일으킬 확률이 높다고 합니다.
반도체가 우주공간에서는 오작동을 일으킬 확률이 높다고 합니다.
그 이유가 무엇인지 궁금합니다. 오작동을 막을 수 있는 반도체는 없는지? 개발하고 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.반도체는 온도, 방사선, 전자, 진동 등과 같은 외부 요인에 매우 민감합니다. 이러한 외부 요인이 우주공간에서 매우 강력하기 때문에, 반도체가 우주공간에서 오동작이 자주 발생하는 것입니다.
온도 변화는 반도체의 전기 특성에 영향을 미치며, 우주공간에서는 온도가 매우 극단적으로 변할 수 있습니다. 또한, 우주공간에서는 방사선이 매우 강하기 때문에, 이러한 방사선이 반도체의 내부 구조를 손상시킬 수 있습니다. 이러한 손상은 반도체의 전기적 특성을 변경시켜 오동작을 유발할 수 있습니다.
또한, 우주공간에서는 전자와 진동이 매우 강하기 때문에, 이러한 외부 요인들이 반도체 내부에서 상호작용하여 오동작을 일으킬 수 있습니다.
따라서, 우주공간에서 사용되는 반도체 제품들은 이러한 외부 요인들에 대한 내구성이 매우 중요하며, 이러한 요인들을 고려하여 설계되어야 합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
우주환경에서의 방사선이 반도체 소자에 영향을 줄 수 있습니다. 우주환경에서는 지구 상의 대기층에서 제공되는 보호막이 없기 때문에, 반도체 소자에 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 고에너지 입자들이 많습니다. 이러한 고에너지 입자들은 반도체 소자 내부의 전자를 충돌시켜 오작동을 일으킬 수 있습니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
우주에서는 우주 방사선, 태양풍 등 지구와는 다른 악조건인 환경에 있기 때문입니다. 이를 극복하기 위한 기술 개발도 당연히 진행되고 있습니다.
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안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
주변환경조건(온도, 진동, 충격 등)이 열악해도 버틸수 있냐가 주된 장단점을 결정하는 요인이에요.
그래서 장점은 일반 반도체보다 환경이 열악해도 동작한다는거고
단점은 그냥 기계로 찍어내는게 아니라 주문제작이라서 가격이 비싸요.
안녕하세요. 과학전문가 Trail Blazer 입니다.
우주방사선이 지구에 떨어져 공기와 반응하면 중성자를 비롯한 방사선들을 만들어 냅니다. 이러한 물질은 전자제품 속에 들어가면 미약하게 전자제품의 반도체를 이루는 규소 등을 파괴하여, 전기를 띤 수소나 헬륨 같은 물질을 뿜어냅니다.
여기서 만들어진 수소나 헬륨은 반도체가 전송하는 신호에 오류를 일으켜 전자제품의 작동과 데이터 처리에 오류를 유발합니다.
따라서 이러한 경우 전자제품의 작동에 영향을 미치기 때문에 오작동을 방지하는 기술개발이 요구됩니다.
KAIST에서 우주방사선 오작동 문제를 해결한 신개념 메모리 반도체를 개발했다고 합니다.
(2023년 2월 28일을 기준)
참고사이트
https://n.news.naver.com/mnews/article/016/0002110218?sid=105
(헤럴드경제 - 우주방사선 오작동 문제 일거 해결 KAIST, 초저전력 메모리 첫 개발)
https://kookbang.dema.mil.kr/newsWeb/20230208/1/ATCE_CTGR_0020020017/view.do
(국방일보 - 고려시대 관측된 초신성 폭발 때문에 컴퓨터 먹통?)
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
우주 환경에서는 높은 에너지의 입자 선량, 고열, 진공, 미세 입자, 복사능력, 전기장 등의 영향을 받을 수 있습니다.
안녕하세요. 정성목 과학전문가입니다.
반도체는 지구 대기 너머에 존재하는 가혹한 방사선 환경으로 인해 우주 공간에서 실제로 오작동할 수 있습니다. 우주 환경은 전자 부품을 고에너지 하전 입자에 노출시켜 단일 이벤트 업셋(SEU), 단일 이벤트 래치업(SEL) 및 단일 이벤트 번아웃(SEB)과 같은 단일 이벤트 효과(SEE)를 유발할 수 있습니다. ).
SEU는 대전된 입자가 메모리 셀이나 트랜지스터에 충돌하여 상태를 뒤집을 때 발생합니다. SEL은 회로가 바람직하지 않은 상태에서 래치될 때 발생하고 SEB는 열 또는 전기적 스트레스로 인해 부품이 고장날 때 발생합니다.
이러한 영향을 완화하기 위해 방사선 경화(방사선 경화) 반도체가 개발되어 우주 응용 프로그램에 사용됩니다. Rad-hard 반도체는 우주의 열악한 방사 환경을 견디도록 설계되었으며 SEE에 더 강합니다. 두꺼운 산화물 층, 중복 회로, 오류 수정 메커니즘과 같은 설계 기능을 통합하는 특수 제조 공정을 사용하여 만들어집니다.
그러나 방사선에 강한 반도체는 일반적으로 상업용 반도체에 비해 더 비싸고 성능이 낮습니다. -등급 반도체. 따라서 우주 응용 분야에서는 비용, 성능 및 내방사성 간에 균형을 맞춰야 합니다. 그럼에도 불구하고 내방사선 전자 분야에서 진행 중인 연구 및 개발은 우주 응용 분야에 사용되는 전자 부품의 내방사선을 더욱 개선하는 것을 목표로 합니다.