Raumfahrt: Strahlungsresistente Speicher für die Raumfahrt von Infineon

NOR Flash Speicher soll hohe Strahlungsresistenz und bis zu 250 Jahre Datenerhalt für FPGAs, Mikrocontroller und Bildspeicher garantieren.

Artikel veröffentlicht am 2. August 2021, 14:15 Uhr, Frank Wunderlich-Pfeiffer

Die Chips sind für den Einsatz im Weltraum gedacht. (Bild: Infineon)

Infineon hat zwei strahlungsresistente NOR Flash Speicherchips vorgestellt, mit denen Satelliten und Raumsonden ausgestattet werden sollen. Es sollen die ersten Chips ihrer Art sein, die nach der anspruchsvollen QML-V Norm zertifiziert wurden. Sie sollen damit eine ausreichende Strahlungstoleranz und hohe Zuverlässigkeit für Anwendungen im Weltraum erreichen.

Die 32 und 64 Megabyte großen Chips werden laut Datenblatt mit 133 MHz angesprochen und erreichen Leseraten von 66 MBit/s. Die vergleichsweise kleinen Chips sind dennoch die größten ihrer Art in der Raumfahrt. Für 64 MB werden zwei Speicherbänke in einem Chip verbaut. NOR Flash ist wegen des schnelleren Datenzugriffs vor allem als Speicher für FPGAs und Mikrocontroller sowie als Zwischenspeicher für Bilddaten gedacht, während Massenspeicher meist als NAND Flash gebaut werden.

Die Speicher werden in einem 65 Nanometer-Prozess gefertigt. Während sie Lese- und Schreibzugriffe durchführen, sind die Chips wegen der angelegten Spannung besonders empfindlich gegenüber Strahlung und halten nur 200 bis 300 Gray(Si) (Joule pro Kilogramm Silizium) aus. Im Ruhezustand sind es über 1200 Gray. Für den Menschen ist eine Dosis von 10 Gray absolut tödlich, wenn sie den gesamten Körper betrifft, je nach Strahlungsart auch deutlich weniger.

Nächste Generation hält noch mehr Strahlung aus

Wegen der Schwierigkeiten mit der Kühlung im Vakuum müssen Chips in Raumsonden und Satelliten vergleichsweise hohe Temperaturen aushalten können. Bei 125 Grad Celsius garantiert Infineon 30 Jahre Datenerhalt bei 1000 Schreib- und Löschzyklen. Bei unter 85 Grad sollen Daten für über 250 Jahre erhalten bleiben und die Chips 10.000 Schreib-/Lesezyklen aushalten.

Infineon hat bereits eine Reihe von Arbeitsspeicherchips mit einer Größe bis 18 Megabyte und 250 MHz im Angebot. Sie halten etwa die zehnfache Strahlungsdosis aus. Das soll auch die nächste Generation der NOR Flash Speicher von Infineon können, die mit der doppelten Speicherkapazität in einem 40 Nanometer-Prozess gefertigt werden sollen und über 2000 Gray aushalten.