微芯近日推出一款抗輻射能力升級的太空用超小型原子鐘,即使在外部衞星導航信號中斷的情況下,亦能為低軌衞星和立方星等小型航天器維持精確的時間基準。這款名為 Space CSAC-SA65 的新品已於本月 14 日正式發佈,目前已開始銷售。
原子鐘的工作原理是以銫等原子的固有振動頻率為基準來計量時間,其最大優勢在於極低的誤差,理論上可達數百萬年僅偏差一秒的水平。早期的原子鐘體積龐大,需要佔據整個機櫃,但隨著半導體工藝的進步,設備被不斷縮小,最終壓縮到晶片級別,因此被稱為晶片級原子鐘(CSAC)。微芯此次發佈的新品,正是對現有 CSAC-SA45 型號的升級迭代。
Space CSAC-SA65 提升了抗輻射能力和工作温度範圍
在核心性能上,Space CSAC-SA65 最顯著的提升在於抗輻射能力。此前的 CSAC-SA45 最低可承受 20 千拉德的輻射劑量,而新品的這一指標提升至最低 30 千拉德。千拉德是衡量累計輻射吸收量的單位,數值越高,意味著器件在太空輻射環境中能夠持續工作的時間越長。與此同時,新品的工作温度範圍也從原來的零下 10 攝氏度至零上 70 攝氏度,擴展至零下 40 攝氏度至零上 80 攝氏度,進一步拓寬了適用環境。
在體積和功耗方面,新品保持了與前代相近的水平。其體積小於 17 立方厘米,功耗低於 120 毫瓦,這種輕量化特徵使其能夠順利集成到體積受限的小型衞星平台之上,讓原子鐘級別的計時精度不再只是大型航天器的專屬配置。
對於衞星而言,精確的時間基準是通信、定位與導航計算的基礎。通常情況下,航天器依賴 GPS 等全球導航衞星系統(GNSS)信號來獲取時間,但一旦進入信號無法覆蓋或遭到幹擾的環境,就必須依靠星載的高精度時鐘自主維持計時。搭載晶片級原子鐘後,衞星即便在沒有外部時間參考的情況下,也能在一段時間內保持足夠的同步與計時精度。
微芯頻率與定時系統事業部副總裁蘭迪·布魯津斯基表示,即便是最小的立方星,也能使用原子鐘級別的精度,這款產品能在無法使用外部時間參考的環境中,幫助用户維持同步與計時的準確性。他的表態點出了 CSAC-SA65 的核心價值,即將原本昂貴的航天級計時能力下放到更小、更便宜的衞星平台。

