НАВЕРХ

ОПР
Объединенная промышленная редакция
объединенная промышленная редакция
оборонно-
промышленный
комплекс россии
специальный информационно-аналитический проект
Инновации от НПП «Сапфир»
Национальные микросхемы особого назначения


Одно из базовых предприятий российской оборонной промышленности — АО «НПП «Сапфир» — за свою историю накопило огромный опыт производства и разработки наукоёмкой продукции, применяемой в бортовых системах и вычислительных комплексах широкого спектра техники самого высокого уровня, в том числе в системах баллистических ракет. Предприятие осуществляет поставки микропроцессоров собственной разработки также для нужд Роскосмоса и Минатома Российской Федерации. Обладая уникальными для ОПК страны компетенциями, АО «НПП «Сапфир» сосредоточило свои усилия на создании новейших радиационно стойких КМОП КНС БИС, технология изготовления которых имеет статус федерального уровня. Журнал «ОПК РФ» представляет три перспективные микросхемы АО «НПП «Сапфир» — 1523ПА1, 1523ПВ1 и 1523ПВ2.

Свою историю предприятие ведёт от НИИ-311, который был создан в 1951 году в Москве Постановлением Совмина и нацелен на совершенно новое по тем временам направление — радиоэлектронику. Институт был создан на базе трёх предприятий: радиозавода им. Красина, артели «Коопутиловец» и завода «Сирокко». В годы Великой Отечественной войны эти предприятия выпускали военную продукцию: гранаты, авиаснаряды, автозаправщики, редукторы к ракетным установкам «катюша».

В конце девяностых годов прошлого века на основе КМОП КНС-технологии на предприятии были разработаны и начали производиться специализированные интегральные микросхемы: БИС КМОП КНС микропроцессорного набора из 14 микросхем, включающих 16-разрядные микропроцессор и арифметический умножитель, статические ОЗУ ёмкостью 4 кбит, масочные ПЗУ ёмкостью 16 и 32 кбит, а также схемы интерфейса, позволяющие создавать законченные вычислительные комплексы.

За эти годы на основе КМОП КНС-технологии предприятием разработаны и производятся 32 типа радиационно стойких интегральных микросхем, измерители временных интервалов с тактовой частотой до 75 МГц; быстродействующие ЦАП и АЦП на 8–10 двоичных разрядов с тактовой частотой 15...20 МГц.

Помимо этого, предприятие разрабатывает преобразователи интерфейсов, быстродействующие ЦАП и конвейерные АЦП на 10–12 двоичных разрядах с тактовой частотой 15...50 МГц. На основе КМОП КНС-технологии разрабатываются высокотемпературные микросхемы (Т=200...250°С).

Как утверждают специалисты, более полувека КНС-технология обеспечивала и сегодня продолжает обеспечивать потребности страны в радиационно стойких микросхемах аэрокосмического и военного назначения. Это позволяет не прибегать к услугам зарубежных производителей и решать задачи импортозамещения в разных сферах поддержания безопасности и укрепления обороноспособности страны.

В частности, функционально полный микропроцессорный комплект микросхем, изготавливаемых АО «НПП «Сапфир» по отечественной КМОП КНС-технологии, многие годы используется в бортовых вычислительных системах управления баллистических ракет стратегического назначения. БИС на КНС-подложках являются перспективной элементной базой для отечественных систем измерений и телекоммуникаций, поскольку обеспечивают высокое быстродействие, высокую добротность и линейность характеристик, малый уровень собственных шумов в сочетании с высокой надёжностью и помехоустойчивостью при эксплуатации в реальных условиях космического пространства.

Сочетание традиционных и новых направлений в разработках и производстве полупроводниковой электроники, создание законченных изделий и устройств для первоочередных нужд народного хозяйства и обороны страны позволяет АО «НПП «Сапфир» успешно и параллельно развивать и науку, и производство. В рамках своей деятельности АО «НПП «Сапфир» разработало и освоило производство большого ряда радиационно стойких КМОП логических интегральных схем с диапазоном рабочих температур от –60°С до +125°С.

Как уже было сказано, среди новейшей продукции предприятия особый интерес специалистов вызывают интегральные микросхемы серии 1523. В эту серию входят микросхемы в планарных металлокерамических корпусах 4118.24-2, изготовленных по КМОП КНС-технологии («кремний-на-сапфире»). Элементы микросхем имеют диэлектрическую изоляцию между собой, что обеспечивает полное отсутствие тиристорного эффекта, высокую радиационную стойкость микросхем, уменьшенное значение паразитных связей между элементами схемы.

Особого внимания заслуживают микросхемы марок:
  • микросхема 1523ПА1 (бК0.347.663-04ТУ). Быстродействующий ЦАП; разрядность — бит; частота преобразования — до 20 МГц;
  • микросхема 1523ПВ1 (бК0.347.663-03ТУ). Быстродействующий АЦП; разрядность —6 бит; частота преобразования — от 1 МГц до 15 МГц; корпус 4118.24-2;
  • микросхема 1523ПВ2 (бК0.347.663-03ТУ). Быстродействующий АЦП; разрядность — 8 бит, частота преобразования — от 1 МГц до 15 МГц; корпус 4118.24-2.

И немного подробнее.

Микросхема 1523ПА1 представляет собой быстродействующий КМОП цифроаналоговый преобразователь на 10 двоичных разрядов, предназначенный для применений, требующих высокой частоты преобразования и малой потребляемой мощности. Микросхема изготовлена по КМОП КНС-технологии в металлокерамическом корпусе 4118.24-2, имеет 24 вывода. В состав микросхемы входят дешифратор, входной регистр с фиксацией входного кода по переднему фронту тактового сигнала, источники тока, токовые двухпозиционные ключи, усилитель стабилизации выходного тока. Микросхема работает при температуре от –60С° до +125С°. Минимальная наработка — 100 000 часов. Минимальный срок сохранности — 25 лет.

Микросхемы 1523ПВ1 и 1523ПВ2 представляют собой параллельный КМОП аналого-цифровой преобразователь на 6 и 8 двоичных разрядов, предназначенный для применений, требующих высокой частоты преобразования и малой потребляемой мощности. Тип корпуса — 4118.24-2. Микросхемы изготовлены по КМОП-технологии на структурах «кремний-на-сапфире» (КМОП-КНС) и имеют диэлектрическую изоляцию элементов между собой.

Отметим, что АО «НПП «Сапфир» ведёт научные работы, в том числе в области микроэлектроники:
  • исследование общих вопросов развития КНС-микросхем: перспективные сферы применения, экономики КНС-производства, перспективы совершенствования КНС-структур, маркетинг (включая экспортные поставки);
  • исследование физико-технологических особенностей КНС-структур (роль дислокаций, внутренних напряжений, границы раздела и т.п.) с целью минимизации дефектности;
  • исследование методов неразрушающего контроля качества бескорпусных КНС-микросхем на гибком полиимидном носителе;
  • исследование фотоэлектрических свойств КНС и КНС-приборов с целью создания сверхскоростных бескорпусных фотоэлектронных микросхем для бортовых систем управления IV–V поколений.








«Оборонно-промышленный комплекс РФ»
Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)
Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-63976 от 09.12.2015, Журнал подготовлен при участии редакции газеты «Промышленный еженедельник»
Адрес для писем: 123104, Москва, а/я 29, «Промышленная редакция»
Copyright © 2015-2022 Перепечатка материалов – только с письменного разрешения издателя Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов