ams新传感器帮助卫星实现地球磁层探测

先进电子技术开发的超精密测量捕捉地球磁层令人惊叹的地磁变化

21ic讯 ams(艾迈斯)晶圆代工事业部携手Fraunhofer集成电路研究所(IIS)及奥地利科学院太空研究院今日展示其在外太空对地球磁层进行的高精度测量结果。

2015年3月，美国国家航空航天局(NASA)启动了一项日地探测任务——磁层多尺度任务。作为该项目的一部分， NASA将四颗同等配备的卫星送至地球轨道，对地球磁层进行前所未有的高精度三维测量。此次任务的主要目标是通过对地球磁场各个细微变化的精确测量探索磁层的动力学。奥地利科学院太空研究院(位于奥地利格拉茨市)率先承担了研究工作，着重对磁重联进行研究。磁重联是地球磁能转化为动能、热能以及粒子加速度的物理过程，它是极光的成因之一，也是地球磁瞬时扰动的因素之一。

和其他的卫星测量仪器和设备一样，太空研究院的磁强计也必须尽可能小巧轻便，并且消耗较少的能量。此外，它还必须在低温及辐射等极端恶劣条件下提供高精度测量。

为了配合太空研究院的工作，Fraunhofer集成电路研究所定制了一个专用集成电路(ASIC)，使卫星的数字磁通门磁强计(flux-gate magnetometer-DFG)可以在低电流消耗的情况下获取精确的磁层三维测量值。数字磁通门磁强计传感器由位于美国洛杉矶的加利福尼亚大学提供。在灵敏度高达10 picoTesla(该灵敏度远超传统的电子罗盘)的情况下，该设备可以检测到磁通量的任何细微变化。

这个ASIC采用ams特有的0.35µm CMOS(C35)生产制程，该工艺可设计复杂的模拟/混合信号集成电路。C35技术基于独特制程架构，抗辐射性能尤为适合应用于太空以及航空航天领域。Fraunhofer及奥地利科学院太空研究院还受益于ams IC设计的整体解决方案，包括完整的制程开发套件和IP产品库、先进的制程技术、卓越的产品认证服务以及供应链管理能力。这些都帮助ams的晶圆代工客户大幅降低开发风险，缩短开发周期。

Fraunhofer IIS ASIC开发项目经理Johann Hauer表示：“ams特有的0.35µm CMOS制程工艺使我们的研究人员和科学家得以研发出复杂的模拟/混合信号集成电路，且该产品在性能、能耗、晶圆区以及可靠性等方面远超我们的预期。”

太空研究院副院长Werner Magnes也表示：“在太空中稳定运行两个月之后，我们确信基于该芯片开发的磁强计远远超过了我们对精确度和稳定性的要求。”

ams晶圆代工事业部总经理Markus Wuchse表示：“在近25年的合作中，ams与Fraunhofer IIS成功地为各类研究机构以及工业项目开发了大量复杂的集成电路。我们很高兴由ams生产的集成电路能够在太空稳健运作，帮助我们更好地了解地球的物理系统。”