抗辐射芯片在太空及核能领域效用如何？

尽管抗辐射芯片适用于所有应用场合，但在太空及 核能领域却能发挥最大效用。

1.太空

对于芯片而言，太空环境过于恶劣。振动、剧 烈的热变化、静电放电和发射时的重力都要求太空 芯片比普通智能手机芯片更加坚固。这些重重危险 中，辐射可以说是其中最大的威胁。地球大气层能 够非常有效地阻挡辐射。但更高轨道上的卫星位于 大气层上方，因此会持续暴露在较高的有害辐射之 下，而在太阳最活跃的时候，这些卫星还会间歇性 地受到高度辐射照射。

除了国际空间站阻挡的部分 之外，目前太空中的大多数芯片都是“传统芯片”， 能够耐受辐射，但因采用的技术已过时，无法实现 人工智能图像处理和图形操作等中端智能手机也能 进行的处理流程。因此，许多太空设备都是“哑终 端”，它们捕捉图像、提供连接并自主操纵，但需要 通过地面处理协助完成所有任务。它们需要把所有 东西传送回地球，等待地球确定下一步行动，然后 再把正确的指令传送回来。这一过程比较缓慢。

适用于太空环境的新一代抗辐射电子设备或将改 变这一局面，并可能带来巨大益处。例如，美国国家 航空航天局（NASA）的Space Cube是一种现场可编程门阵列（FPGA）机载系统，可帮助提高太空中 的机载计算能力、自主性和人工智能/机器学习能 力。6在这些技术进步的支撑下，航天器的智能化程 度、耐用性和可信度均得到提升。成像卫星可以观 测到海底地震等自然灾害，并提前数小时发出海啸 警报，挽救数百万人的生命。不合法的甲烷排放（甲 烷导致短期全球变暖的程度是二氧化碳的85倍）7 可被实时检测到，因此可以更快抓获违法者并处以 罚款。存在碰撞风险的卫星能够加快自主移动速度， 降低失控碰撞和遭遇轨道碎片的风险。8

2.核能

出于对安全和浪费的担忧，核裂变能源生产 已在过去20年中有所减少，但实现《巴黎协定》 2030年气候目标的时间仍较紧迫，因此裂变又重新 引发了人们的关注。9未来十年，将涌现出多个全新 现代化的核电站，比过去的核电站更小、更安全。日 益先进的抗辐射芯片已经能为这些新型核反应堆 提供有力支持。

然而，核能的核心并非裂变，而是聚变。更清洁、更 环保、（理论上）更强大且更成功的聚变反应堆将 在几十年内推动解决地球的温室气体排放问题。但 实现聚变需要磁场、高压以及不断波动的温度，而 所有这些要素均需要非常稳健且极度抗辐射的芯 片进行感知、阐释和控制。10随着近期的各种发展 进步，聚变动力比以前想象的更具可行性，11运行这 些反应堆的必要性正在上升，并有望在这个十年末 成为推动抗辐射芯片需求增长的关键因素。