91猫先生

太空辐射影响电子元件可靠度之研究

太空辐射影响电子元件可靠度之研究

工学院

第一次世界大戰後，美國發現其武器系統中的電子元件需要高可靠性，決定將真空管改為固態元件，促成了對固態元件及其可靠性的研究。第二次世界大戰後，美國和歐洲，尤其是德國，看到了系統性可靠度理論的重要，以確保電子系統和元件的可靠性，相關可靠性研究一直持續至今。70年代後期，美國國防部（DoD）要求高可靠性零件(Hi-Rel Products)，當時陳始明教授曾參與高可靠性積體電路的相關工作。隨著可靠性工程的發展，COTS（商用零件）的可靠性得到了很大的提升，於是90年代美國國防部開始使用COTS零件。英特爾技術副總裁於去年的國際會議中提出積體電路可靠性的提升，促成今天可以在可負擔的成本下享受電子技術所帶來的便利（如图1）。

50年代末美国和前苏联之间的冷战开啟太空竞赛，需要有抗辐射的电子元件，因為外太空辐射对电子元件造成严重的影响，一般半导体公司较少生产这类电子产物。然而物联网及云端运算的需求不断增加，低轨卫星成為必需，昂贵的抗辐射元件所费不貲，美国太空总署(狈础厂础)停止阿波罗17号之后的太空探索原因之一就是成本过高。因此，太空产业正转而使用商用电子元件，商用电子元件的辐射可靠性成為研究的关键。此外，先进半导体元件更容易受到周围环境辐射的影响，这也推动了电子半导体元件的抗辐射可靠性研究。

長庚大學設有放射醫學研究中心，中心的設備為抗輻射可靠性研究提供了特別的支援。中心主任趙自強教授之核物理專業與陳始明教授電子可靠性專長相輔相成，進行了許多合作研究計畫。研究成果包括與美國NASA的合作期刊論文（如图2）、2022年11月受邀在臺灣國家太空中心主辦的太空輻射會議中進行主題演講（如图3）、獲得國科會研究計畫補助及2024年受邀在IEEE EDTM國際會議進行演講（如图4）。陈教授另与长庚纪念医院质子中心合作，开发抗辐射之及时伽玛信号检测器，并於2022年获得台湾创新技术博览会金牌奖，发表了多篇国际期刊论文，目前也担任国家太空中心电子辐射领域顾问。