Vad är strålningshärdning?

I radioaktiva miljöer, som de som upplevs med kärnvapen, kärnkraftverk och rymdutforskning, finns det en chans att strålningen kommer att läcka ut i elektronisk hårdvara och avfyra elektroner som antingen kommer att manipulera hårdvarans funktionalitet eller förstöra chips helt. För att bekämpa detta är strålningshärdning ett sätt att göra hårdvaran resistent mot denna elektroniska korruption. De flesta chips som har strålningshärdats liknar kommersiellt tillgängliga chips, även om deras design och komponenter kan vara något annorlunda. Härdning är en intensiv och svår process, så dessa chips ligger normalt bakom banbrytningen för kommersiellt tillgängliga chips under flera månader eller år.

Elektroniska chips behövs i många strålningsintensiva miljöer, inklusive yttre rymden och kraftverk. Problemet med detta behov är att strålning har en tendens att släppa laddade partiklar i miljön. Om bara en partikel kommer in i ett chip kan hundratals eller tusentals elektroner virvlas, vilket får chipet att visa felaktig information eller förstöra chipet helt. Detta gör strålningshärdning nödvändig om hårdvara ska användas i dessa miljöer utan att de laddade partiklarna påverkar hårdvarans användbarhet.

Strålningshärdning kräver att tillverkare av elektroniska chip skapar både fysiska och logiska skärmar för att skydda hårdvaran. På den fysiska sidan är spånen gjorda av isolerande material och komponenterna är ofta magneto-resistiva. Sköldar är också gjorda för att förhindra att den verkliga hårdvaran någonsin samverkar med strålningen och laddade partiklar. På den logiska sidan är chipet utformat för att hela tiden kontrollera och skanna sig själv för fel eller minnesförlust. Dessa är båda stora problem i radioaktiva miljöer, så chipsen sätter svepnings- och skanningsprocedurer mycket högt på sin prioriteringslista.

Bortsett från konstruktionen och de logiska skärmarna som är placerade på strålningshärdade flisar, är själva flisen liknar kommersiellt tillgänglig hårdvara som inte utsätts för strålningshärdning. Dessa marker baseras på nuvarande chips och ändras sedan. Modifiering kan dock ta lång tid, så de flesta härdade chips ligger flera månader eller år bakom den senaste hårdvaran.

För att testa huruvida strålningshärdningen är effektiv, kommer utvecklare normalt att placera hårdvaran i en strålningskammare och utsätta den för proton- och neutronstrålar som liknar vad som skulle uppstå i faktiska radioaktiva miljöer. Detta ger utvecklarna en uppfattning om hur effektiva skärmningsmetoderna är. Samtidigt härmar inte denna testning helt och hållet verkliga förhållanden, vilket innebär att testresultaten och verkliga livets effektivitet kan vara drastiskt olika.