Книга посвящена анализу современного состояния, проблем и перспектив развития микроэлектронной элементной базы радиоэлектронной аппаратуры ракетно-космической техники (РКТ), космических аппаратов и систем двойного и военного применения. Впервые в отечественной научно-технической литературе сделана попытка рассмотреть в рамках одной книги всю сложную цепь взаимосвязанных этапов создания электронных блоков РКТ - от разработки требований к этим блокам и их элементно-компонентной базе (ЭКБ), до выбора технологического базиса ее реализации, методов проектирования микросхем и на их основе бортовых систем управления аппаратурой космического и специального назначения.Издание адресовано инженерам-разработчикам радиоэлектронной аппаратуры, а также преподавателям, студентам, аспирантам, специализирующимся в области микроэлектроники и ее приложений.

Предисловие......10Введение......13Перечень условных обозначений......30Глава 1. Современные космические аппараты......321.1. Основные направления развития космической промышленности......321.2. Классификация современных космических аппаратов......391.3. Конструкции и устройство космических аппаратов......421.4. Бортовые системы космических аппаратов......501.5. Космические аппараты дистанционного зондирования Земли......611.6. Радиолокационные станции дистанционного зондирования Земли......881.7. Воздействие космической радиации на КА......1001.8. Микрометеоритное воздействие на КА......1021.9. Проблема космического мусора на орбите Земли......1041.10. Применение микроэлектронных технологий для создания миниатюрных реактивных двигателей космического назначения......1071.11. Космические аппараты военного и специального назначения......120Литература к главе 1......147Глава 2. Отказы и аварии ракетоносителей и космических аппаратов......1502.1. Проблемы безопасности ракетно-космической техники......1502.2. Анализ причин отказов ракет-носителей......1562.3. Анализ отказов космических аппаратов......1592.4. Анализ причин отказов изделий ракетно-космической техники......1632.5. Анализ тенденций изменения рисков аварий ракет-носителей за период с 2000 по 2009 г......1662.6. Анализ тенденций изменения рисков отказов КА за период с 2000 по 2009 г......1722.7. Анализ причин аварий РН и КА за период с 2000 по 2009 г......1752.8. Анализ отказов компьютерных систем и программных средств......1772.9. Анализ отказов бортовых систем на международной космической станции в 2000-е гг......1792.10. Методы обеспечения надежности бортовой аппаратуры космических аппаратов длительного функционирования......180Литература к главе 2......188Глава 3. Микроэлектронная элементная база ракетно-космической техники......1913.1. Классификация современных микропроцессоров......1913.2. Процессоры для электронных систем управления иностранными космическими аппаратами......1953.3. Отечественные микропроцессоры и микроконтроллеры......2063.4. Инструментальные средства разработки и отладки для МП и МК......2353.5. Тенденции развития современных микроконтроллеров......2393.6. Особенности использования фаблесс-модели при проектировании микроэлектронных изделий для космических применений......2443.7. Особенности выбора иностранной ЭКБ для проектирования отечественных КА......2533.8. Особенности отечественной элементной базы для систем электроэнергетического обеспечения космических летательных аппаратов......2663.9. Стойкость бортовой РЭА к воздействию ионизирующих излучений......2703.10. Силовые полупроводниковые приборы для электронных систем КА......279Литература к главе 3......296Глава 4. Особенности выбора и применения иностранной ЭКБ для проектирования отечественных космических аппаратов......2984.1. Общие проблемы выбора ЭКБ для РЭА космического назначения......2984.2. Ограничение экспорта в Россию электронных компонентов иностранного производства......3004.3. Особенности применения индустриальных ЭКБ иностранного производства в ракетно-космической технике......3084.4. Контрафактные микроэлектронные изделия и методы их выявления......3184.5. Особенности выбора и применения в отечественных космических аппаратах иностранных процессоров......3304.6. Радиационно-стойкие преобразователи постоянного тока для космических и военных применений......3374.7. Мировой опыт организации работ по созданию электронных компонентов для бортовой аппаратуры космических систем......3444.8. Ускоренные испытания ЭКБ КН на надежность......3524.9. Анализ результатов испытаний микросхем
закупленных в РФ в период с 2009 по 2011 г......356Литература к главе 4......366Глава 5. Методы минимизации энергопотребления микроэлектронных устройств......3695.1. Основные тенденции изменения параметров энергопотребления микроэлектронных устройств......3695.2. Пути уменьшения величины рассеиваемой мощности в КМОП БИС......3735.3. Основные источники рассеиваемой мощности в КМОП БИС......3845.4. Логическое проектирование КМОП БИС с пониженным энергопотреблением......3895.5. Особенности организации режима пониженного энергопотребления в современных интерфейсных БИС......417Литература к главе 5......480Глава 6. Особенности технологического процесса изготовления и базовых конструкций субмикронных транзисторов и диодов Шоттки......4856.1. О терминологии субмикронной микроэлектроники......4856.2. Тенденции и перспективы развития современной технологии в микроэлектронике......4876.3. Особенности субмикронных МОП-транзисторов......5006.4. Конструктивно-технологические особенности высокотемпературных диодов Шоттки......5226.5. Конструктивно-технологические особенности формирования структур диодов Шоттки с повышенной устойчивостью к разрядам статического электричества......537Литература к главе 6......541Глава 7. Особенности воздействия радиации на субмикронные интегральные микросхемы......5497.1. Физические механизмы воздействия радиации на субмикронные КМОП интегральные микросхемы......5507.2. Воздействие радиации на аналоговые биполярные интегральные микросхемы......5637.3. Основные методы обеспечения радиационной стойкости интегральных микросхем......5677.4. Радиационная стойкость современных и перспективных ИМС......5687.5. Рекомендуемый набор тестовых элементов для экспериментальных исследований влияния радиационных воздействий на характеристики кремниевых микросхем......5727.6. Оборудование и методики облучения тестовых структур и исследуемых образцов микросхем......5757.7. Методика измерения электрических параметров тестовых структур после радиационной обработки......5787.8. Экспериментальные результаты воздействия электронного облучения на параметры эпитаксиальных кремниевых p-n-структур......5817.9. Экспериментальные результаты исследования воздействия проникающей радиации на параметры биполярных транзисторных структур......5887.10. Экспериментальные исследования влияния ионизирующих излучений на параметры биполярных аналоговых интегральных микросхем......5937.11. Экспериментальные результаты исследований воздействия ионизирующих излучений на параметры транзисторных МОП-структур и интегральных микросхем на их основе......6017.12. Особенности применения имитационных методов исследования радиационных эффектов в БиКМОП микросхемах......642Литература к главе 7......653Глава 8. Методы прогнозирования и повышения радиационной стойкости биполярных и КМОП интегральных микросхем......6658.1. Методы прогнозирования радиационной стойкости КМОП ИМС......6658.2. Расчетно-экспериментальные методы прогнозирования радиационной стойкости биполярных и БиКМОП приборов......6748.3. Расчетно-экспериментальный метод прогнозирования радиационной стойкости МОП запоминающих элементов ЭСППЗУ......6768.4. Методы повышения устойчивости ИМС к воздействию проникающей радиации......677Литература к главе 8......693