ZeroErrorSystem社（ZES社）

　　

ラッチアップ検出・保護技術

単一事象ラッチアップ（SEL）の発生メカニズム

宇宙におけるラッチアップとは、宇宙空間の重イオン放射線粒子などが半導体デバイスに衝突した際に発生する短絡現象のことです。

より詳細に説明すると、宇宙空間において、宇宙線や太陽フレアからの重イオンや陽子などの高エネルギー粒子が半導体デバイスに衝突する際、これらの衝突によりCMOS IC内部に存在するPNPとNPN双極性接合トランジスタ（BJT）が意図せずに活性化されます。活性化されたBJTはシリコン制御整流器（SCR）を形成し、正のフィードバックループを生じます。このSCRが電源とグラウンド間に低インピーダンス経路を生成した際に、実質的に電源レールを短絡させます。

この短絡により、過剰な電流が流れることで、デバイスに永続的な損傷を引き起こす可能性があります。

ラッチアップ検出・保護(LDAP)技術

このラッチアップ現象に対して、ZES社はラッチアップ検出・保護（LDAP）技術を用いて対処します。LDAPは保護対象のICの電流を常時監視します。その際、事前に設定された電流閾値を超えた電流を計測した場合、ラッチアップの可能性があると判定し、電流制御器が作動し、その後保護対象ICの電源を自動的にシャットダウンする仕組みとなっております。これにより、保護対象のICが短絡によって損傷することを事前に防ぐこととしています。また、ZESのLDAPチップは危機が去った後に再起動する機能を持っており、これによって観測機器の長寿命化を目指しております。

また、ZESのLDAP技術は、それ自体も放射線耐性を持つように設計されており、単一事象過渡現象（SET）や単一事象アップセット（SEU）の影響を可能な限り低く抑えています。また、総電離線量（TID）の長期的な影響によるドリフト電流の影響も受けないように設計されています。

ZES100 LDAPチップ

ZES社ではラッチアップ検出と保護機能を一つのチップに統合したZES100チップがございます。このデバイスは潜在的な問題の早期兆候を検出し、長期的な放射線被曝による損傷を防ぐために電力を管理します。

　　　

放射線耐性設計RHBDソリューション

ZES社は市販の集積回路（COTS IC）に放射線耐性を持たせる放射線耐久設計（RHBD）ソリューションも提供しております。

ZESのRHBDライブラリセルは、超低ソフトエラー（ULSE）を実現し、システムのデータ整合性を確保します。具体的には、10 FIT（10億時間の動作あたり約10エラー）という非常に低いエラー率を達成しています。これは、宇宙空間や地上環境で発生する放射線による論理回路の状態変化を最小限に抑える効果があります

RHBDライブラリセルの特徴は、低消費電力、低遅延、小面積を同時に実現していることです。低消費電力設計により、システムの動作寿命と信頼性が向上します。低遅延設計は処理能力を向上させ、小面積設計は単位面積あたりの利用効率を高めます。

ZESのRHBD技術は、最新の商用半導体技術を活用しつつ、放射線耐性を付加することで、コスト効率の高いソリューションを提供します。

　　

宇宙向け製品

ZES社は、宇宙アプリケーションの過酷な環境と特有の要求を満たす包括的なソリューションを提供します。「新しい宇宙」時代に対応する低コスト・短納期ソリューションから、長年の実績に裏打ちされた高信頼性デバイスまで、幅広い製品ポートフォリオで、お客様のミッションをサポートします。

新しい宇宙時代への対応

低軌道(LEO)における小型衛星コンステレーションの増加など、「新しい宇宙」時代は宇宙開発に新たな可能性をもたらすと同時に、コスト削減と開発期間の短縮が必須となっています。ZES社はこれらの課題に応えるため、様々な戦略に基づいたソリューションを提供します。設計段階から耐放射線強化(RHBD)デバイスを選択するトップダウンアプローチ、量産品(COTS)デバイスを用いてプロトタイプ開発を行い、その後宇宙グレードのバージョンに移行するボトムアップアプローチなど、お客様のニーズに合わせた柔軟な開発手法をサポートします。

また、コストとスケジュールの制約が厳しいプロジェクト向けに、QMLコンポーネントの耐放射線性とZES社の宇宙開発における実績を組み合わせ、スクリーニング要件を緩和したサブQMLバージョンを提供することで、コスト削減とリードタイムの短縮を両立します。さらに、COTSデバイスで培われた技術とエコシステムを活用し、宇宙品質、耐放射線性、放射線硬化バージョンへとスケーラブルなソリューションを提供することで、開発の効率化とコスト削減を実現します。

主要アプリケーション

ZES社の製品は、多様な宇宙アプリケーションでその信頼性と性能を発揮しています。小型衛星コンステレーションでは、小型・軽量、低消費電力、そして耐放射線性能を備えたMCU、メモリ、通信ICなどを提供し、限られたリソースでのミッション遂行を支援します。月や火星探査といった過酷な環境においても、ZES社の耐放射線、拡張温度対応デバイスは安定した動作を保証します。

さらに、衛星バス・プラットフォームのシステム全体の信頼性を支える高信頼性MCU/MPU、メモリ、電源管理ICなどを提供するほか、衛星ペイロードの高精度なデータ収集・処理を実現する高性能MCU/MPU、ADC/DAC、センサなども提供しています。ランチャーにおいても、打ち上げ時の過酷な環境に耐えられる高信頼性、耐環境性デバイスが不可欠です。ZES社は、これらの宇宙開発における様々なニーズに応える最適なソリューションを提供します。

主要製品と実績

ZES社は、宇宙アプリケーション向けに幅広い製品ポートフォリオを提供し、長年にわたり数多くのミッションを成功に導いてきました。以下に主要製品とその実績の一部をご紹介します。

マイクロコントローラ/マイクロプロセッサ

長年の実績を持つSPARC V8アーキテクチャベースのAT697Fをはじめ、Arm Cortex-M7コア搭載のSAMRH71、SAMV71、SAMRH707など、多様な性能・機能・耐放射線レベルの製品を提供しています。これらの製品は、人工衛星や探査機などの様々な宇宙機で採用され、ミッションクリティカルなシステムの制御を担っています。

SpaceWire / MIL-STD-1553

宇宙用高速データ通信規格SpaceWire、航空宇宙・防衛データバス規格MIL-STD-1553に対応したルータ、コントローラ、トランシーバを提供しています。これらの製品は、多くの衛星で採用され、信頼性の高いデータ通信を実現しています。

メモリ

耐放射線SRAM、EEPROM、フラッシュメモリなど、様々な容量とインターフェースの耐放射線メモリを提供しています。これらのメモリは、宇宙放射線によるデータ破損を防ぎ、ミッションの成功に貢献しています。

PIC64-HPSC 高性能宇宙飛行コンピューティング

10個のRISC-Vコアを搭載した高性能MPUであるPIC64-HPSCは、次世代の宇宙ミッションを支える革新的な製品です。仮想化、AI/ML、TSN、セキュリティ機能などをサポートし、高度なデータ処理を可能にします。このMPUは、将来の月・火星探査など、高性能コンピューティングが求められるミッションでの活躍が期待されています。