一、引言

在商業(yè)航天和核電站等領(lǐng)域，對于具備抗輻照性能且成本低廉的電子芯片需求日益增長。隨著技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)芯片在這些特殊環(huán)境下的性能和成本問題逐漸凸顯，無法滿足現(xiàn)代應(yīng)用場景的要求。低成本抗輻照DCDC電源芯片ASP4644S應(yīng)運(yùn)而生，為解決這一難題提供了新的思路和方案。

二、商業(yè)航天與核電站的芯片需求背景

（一）商業(yè)航天的迅猛發(fā)展

商業(yè)航天已步入“萬星時(shí)代”，以SpaceX星鏈計(jì)劃為例，其衛(wèi)星數(shù)量已超6000顆。我國的“千帆”“GW”“鴻鵠-3”等星座規(guī)劃，合計(jì)近4萬顆衛(wèi)星。在這一背景下，單星制造成本被大幅壓縮，從傳統(tǒng)數(shù)億元降至數(shù)百萬元。然而，傳統(tǒng)的宇航級芯片單價(jià)高昂，通常在萬元級別，這使得大規(guī)模衛(wèi)星組網(wǎng)面臨巨大的成本壓力。

同時(shí)，低軌衛(wèi)星并非處于無輻射環(huán)境。南大西洋異常區(qū)（SAA）在200-800km高度的質(zhì)子通量比其他區(qū)域高出2-3個(gè)數(shù)量級，成為商業(yè)衛(wèi)星失效的高發(fā)區(qū)域。車規(guī)/工業(yè)級芯片在此區(qū)域的SEU（單粒子翻轉(zhuǎn)）率高達(dá)10?3/器件·天，遠(yuǎn)無法滿足衛(wèi)星5-8年的設(shè)計(jì)壽命要求。

（二）核電站的特殊需求

核電站內(nèi)的機(jī)器人和傳感器累計(jì)劑量可達(dá)30-50krad(Si)/10年，而傳統(tǒng)工業(yè)CAN收發(fā)器在200小時(shí)后便會(huì)出現(xiàn)漂移失效。安全級DCS（數(shù)字控制系統(tǒng)）要求單粒子錯(cuò)誤率低于10??/器件·天，并且需要實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化供應(yīng)鏈，以保障核電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）傳統(tǒng)芯片的不足

傳統(tǒng)芯片在商業(yè)航天和核電站等領(lǐng)域的應(yīng)用存在明顯局限性。一方面，傳統(tǒng)宇航級芯片價(jià)格昂貴，限制了大規(guī)模應(yīng)用；另一方面，車規(guī)/工業(yè)級芯片在抗輻照性能上存在嚴(yán)重不足，無法滿足特殊環(huán)境下的可靠性要求。這使得市場對于一種兼具低成本和高性能抗輻照特性的芯片需求迫切。

三、ASP4644S芯片的技術(shù)創(chuàng)新

（一）抗輻照性能

ASP4644S芯片在抗輻照性能方面表現(xiàn)出色，通過總劑量試驗(yàn)、重離子試驗(yàn)以及質(zhì)子試驗(yàn)等嚴(yán)苛測試，驗(yàn)證了其卓越的抗輻照能力。芯片能夠在南大西洋異常區(qū)等高輻射環(huán)境下穩(wěn)定工作，滿足商業(yè)衛(wèi)星和核電站等應(yīng)用的長期可靠性要求。

（二）成本優(yōu)勢

與傳統(tǒng)宇航級芯片相比，ASP4644S芯片實(shí)現(xiàn)了成本的大幅降低。其價(jià)格達(dá)到百元級，使得大規(guī)模應(yīng)用成為可能。同時(shí)，國產(chǎn)化供應(yīng)鏈的建立，避免了對進(jìn)口芯片的依賴，降低了“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)，保障了供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性和安全性。

（三）設(shè)計(jì)范式的轉(zhuǎn)變

ASP4644S芯片的出現(xiàn)，推動(dòng)了芯片設(shè)計(jì)范式的變革。從傳統(tǒng)的“屏蔽加固”模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶酒悦庖摺蹦Ｊ?。傳統(tǒng)模式下，為工業(yè)芯片加厚鋁殼以增強(qiáng)抗輻照性能，但這會(huì)增加衛(wèi)星重量，每顆衛(wèi)星增重2kg，導(dǎo)致發(fā)射費(fèi)用增加4萬美元。而ASP4644S芯片憑借自身150krad(Si)的TID（總電離劑量）和75MeV·cm2/mg的SEL/SEU（單粒子效應(yīng)）閾值，無需額外屏蔽即可滿足15年任務(wù)需求，顯著降低了系統(tǒng)成本和復(fù)雜度。

四、市場前景分析

（一）商業(yè)航天市場

據(jù)預(yù)測，2025-2030年國內(nèi)將發(fā)射1萬顆低軌衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星通信DCDC電源芯片的用量為5-12顆。僅接口類芯片市場規(guī)模就可達(dá)10-15億元。隨著商業(yè)航天的持續(xù)發(fā)展，這一市場規(guī)模有望進(jìn)一步擴(kuò)大。

（二）核電站市場

我國在運(yùn)和在建的核電站機(jī)組超過70座，每座核電站需要約3000-5000顆高可靠接口、電源、MCU等芯片。按照更換周期10年、國產(chǎn)化率50%測算，市場規(guī)模約為20-30億元。此外，高空氣球、無人機(jī)、極地科考、無人系統(tǒng)等衍生場景也對同等級芯片存在大量需求，潛在市場規(guī)?？稍僭黾?0-30億元。

五、產(chǎn)業(yè)變革與影響

（一）供應(yīng)鏈的重塑

ASP4644S芯片的出現(xiàn)，促使芯片供應(yīng)鏈從“少量高價(jià)進(jìn)口”模式向“海量平價(jià)國產(chǎn)”模式轉(zhuǎn)變。國內(nèi)企業(yè)如國科安芯等，已將CAN FD、MCU、電源芯片等產(chǎn)品價(jià)格降至百元級，同時(shí)保持1-4周的短交期。這種模式不僅降低了成本，還提高了供應(yīng)鏈的靈活性和響應(yīng)速度，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力支撐。

（二）推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新

低成本抗輻照芯片的問世，激發(fā)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新活力。例如，在微衛(wèi)星控制板設(shè)計(jì)中，通過集成抗輻照MCU、CAN FD和電源芯片，整體BOM（物料清單）成本降低了90%。這種創(chuàng)新不僅提升了產(chǎn)品的性能和可靠性，還為產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入了新動(dòng)力。

六、實(shí)際應(yīng)用案例

（一）TY29/35遙感衛(wèi)星

2025年5月，TY29/35遙感衛(wèi)星成功入軌，ASP4644S芯片作為電源管理芯片，在軌運(yùn)行期間表現(xiàn)出色，未出現(xiàn)任何故障，充分驗(yàn)證了其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性。

（二）核電站燃料池巡檢機(jī)器人

某核電站燃料池巡檢機(jī)器人原方案采用工業(yè)DCDC電源芯片，僅3個(gè)月便出現(xiàn)失效。更換為ASP4644S芯片后，預(yù)期壽命超過10年，顯著提升了設(shè)備的可靠性和使用壽命，降低了維護(hù)成本和風(fēng)險(xiǎn)。

七、ASP4644S抗輻照報(bào)告

ASP4644S已經(jīng)通過總劑量試驗(yàn)、重離子試驗(yàn)以及質(zhì)子試驗(yàn)，已經(jīng)在TY29和TY35星上在軌運(yùn)行，以下是ASP4644S取得的相關(guān)報(bào)告。

國家“商業(yè)航天+核電國產(chǎn)化”雙輪驅(qū)動(dòng)，低成本抗輻照芯片有望在5年內(nèi)形成百億級市場。低成本抗輻照芯片不是“奢侈品”，而是商業(yè)航天與核電站的“入場券”。誰先拿到這張券，誰就能在萬星互聯(lián)與零碳核電的賽道上搶跑。

審核編輯 黃宇