2026年10月9日下午,北京大学电子学院前沿论坛第106期成功举办。中国航天科技集团第九研究院技术首席、南京航空航天大学集成电路学院院长赵元富研究员应邀作题为“航天集成电路技术发展”的学术报告,与现场师生分享我国航天集成电路的发展历程与研究进展,并围绕太空算力带来的机遇与挑战展开交流。本次报告由电子学院陈荣梅研究员主持,70多名师生到场参与。

赵元富研究员作主题报告
报告伊始,赵元富从北斗导航、载人航天、探月探火等重大工程切入,介绍了航天集成电路在复杂空间环境下的关键作用。他结合工程案例,阐释了单粒子效应、总剂量效应对芯片功能和使用寿命的影响,指出抗辐射能力、强力学环境适应性和长期可靠性是航天芯片必须面对的重要要求。
围绕我国航天集成电路的自主发展历程,赵元富回顾了从早期探索到关键技术突破的过程,重点介绍了基于商用工艺的抗辐射设计加固技术路线。团队针对单粒子翻转、单粒子闩锁和总剂量效应等问题开展研究,将加固技术融入单元库,构建以单元库为核心的设计平台,为不同类型航天芯片的研制提供支撑。他还介绍了国产航天芯片在重大航天工程中的应用,以及从受制于进口到进入国际供应链的发展历程。
在高可靠封装方面,赵元富结合实际问题介绍了键合丝绝缘防护、倒装焊耐潮湿防护等研究进展,说明了封装技术对解决强振动环境下的失效问题、保障芯片长期可靠运行的重要作用。报告将具体技术创新与工程应用相联系,展现了航天集成电路从设计、封装到应用的系统性要求。
随后,报告将视角转向太空算力。赵元富指出,卫星数据量持续增长,对在轨实时处理提出了更高要求。从“天数地算”走向“天数天算”,有望缓解数据下传压力,提升灾害监测等任务的响应效率。他同时探讨了将部分地面计算任务转移至太空的可能性,并强调相关设想的实现仍取决于发射成本、能源供给和热管理等条件。
针对太空算力对集成电路提出的新需求,赵元富重点分析了人工智能芯片的辐射可靠性、抗辐射高压功率器件和散热等挑战。其中,辐射引发的静默数据错误可能难以及时察觉,高压供电系统需要兼顾传输效率与器件抗辐射能力,而芯片工作温度、散热面积和系统能耗之间也存在复杂权衡。这些问题需要从器件、电路到系统层面协同研究。
面向未来,赵元富提出,太空算力芯片的加固策略应向体系化发展,将工艺加固、设计加固与芯片级软加固相结合,探索通过软件容错、算法容错和架构重构提升可靠性。他还分享了光子芯片、碳基芯片等新技术在太空应用中的潜力,并指出,尚未形成成熟方案的前沿领域为高校开展探索研究提供了空间。
在互动交流环节,与会师生围绕先进工艺与抗辐射设计的协同、深空辐射防护、太空算力散热和高压供电等问题展开讨论。赵元富结合工程经验逐一回应,指出不同技术路径需要综合评估功耗、成本与可靠性,集中式与分布式太空计算架构也仍有探索空间。


现场师生与主讲嘉宾交流
针对高校与科研院所如何加强合作,赵元富表示,太空算力领域仍有许多开放问题,高校可发挥基础研究与前沿探索优势,与科研院所的工程实践相结合,共同推进新技术研究及成果转化。主持人在交流中也提到,相关探索需要物理、化学、信息等不同学科的共同参与。
报告结束后,学院向赵元富研究员颁发北京大学电子学院前沿论坛纪念牌,并合影留念。本次论坛为师生了解航天集成电路的工程实践与前沿方向、探索跨学科研究合作提供了交流平台。

颁发前沿论坛纪念牌并合影留念