САЩ загубиха от Китай в надпреварата за космически чипове: на орбиталната станция Тянгун се тестват над 100 процесора едновременно

Китайското научно списание Spacecraft Environmental Engineering публикува статия, в която се съобщава за създаването на рекорден стенд за изпитване на чипове на борда на орбиталната станция Тянгун (Tiangong). На платформата се тестват едновременно повече от 100 процесора с космическо предназначение. Основната цел на експериментите е да се създаде съвременна елементна база от чипове, устойчиви на космическата радиация.

Създаването на собствена орбитална станция даде възможност на Китай да не се ограничава в разработването на космически чипове за граждански и военни цели. Извършването на подобна работа на Международната космическа станция например е ограничено от забраната за тестване на военни чипове, а освен това е свързано с фактическите проверки на товара. Всяка страна е задължена да разкрива възможно най-пълно какво изпраща на борда на МКС. При тези условия секретността и разработването на проекти с ограничен допуск са доста проблематични. Най-малкото, това не може да се прави в голям мащаб.

Стендът за тестване на полупроводници на станцията „Тянгун“ има възможност да тества едновременно работещите над 100 чипа. Чиповете са изложени на суровата космическа среда на студ и вакуум, но основният тест за тях е излагането на въздействието на високоенергийните космически частици.

Не е трудно да се възпроизведат вакуумът, студът и радиацията на Земята. Всичко това е налице и военните чипове се тестват на подобни стендове. Друго нещо са високоенергийните частици, които не могат да се възпроизведат от нито един ускорител на Земята. Те могат да се появят веднъж на няколко месеца и е необходимо специално търпение, за да се оцени въздействието им върху работещите чипове. Големият тестови стенд на китайската космическа станция тотално решава този проблем.

Наличието на изпитателен стенд на космическата станция позволява на Китай да създаде регистър на елементната база, сертифицирана за работа в космоса. Вместо да се избират производители и да се тестват уникални проекти, стратегията е да се създаде масово производство на полупроводникови продукти, подходящи за космоса, от които след това да се изберат най-подходящите. Китай очаква в космоса да бъдат изстрелвани все повече сателити и космически кораби и претендира да бъде световният производител на космическа електроника. 

Но има и друг аспект в надпреварата за космически чипове. САЩ и НАСА са далеч назад в технологичните процеси и архитектури от подобен тип. Космическият телескоп „Джеймс Уеб“, например, се управлява от процесор, произведен по 250 nm стандарти. Китайците тестват в космоса чипове с от 28 до 16 nm технологични процеси. Според китайските медии вече са тествани над 20 чипа. Китай отдавна е изпреварил американското правителство в областта на космическите технологии. Остава заплахата от страна на частните компании. Така например космическата компания на Илън Мъск масово извежда в орбита съвременна електроника. Съществува подозрение, че тя не е проектирана за дългосрочна работа в космоса, но процесът е в ход и резултатът ще бъде подобрен с течение на времето.

НАСА също разбира, че е необходимо да се разработи ново поколение космическа електроника. През лятото на 2022 г. агенцията избра разработчик на нова архитектура на процесори за космоса. Това стана компанията Microchip Technology от Аризона. По-късно дойде потвърждение, че за основа е избрана архитектурата RISC-V и по-специално ядрата SiFive на тази компания. Това ще увеличи производителността на космическите процесори 100 пъти в сравнение с предишното поколение.