ams新传感器帮助卫星实现地球磁层探测 Satellitengestützte Erforschung der Erdmagnetosphäre
中国，2015年6月3日——领先的高性能模拟IC和传感器供应商ams（艾迈斯，SIX股票代码：AMS）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。”
关于ams（艾迈斯）晶圆代工事业部
ams晶圆代工事业部成功定位于模拟/混合信号代工市场。其技术工艺包括基于0.18µm和0.35µm工艺节点的模拟、混合信号、高压及射频工艺。ams秉承“不仅仅是硅”的创新理念，提供超过晶圆代工行业标准的全面服务和技术支持，其中包括许多业内领先的延伸技术，如使用TSV的 3D ICs、颜色涂层、后端工艺定制、WLCSP封装及许多其他技术。ams公司拥有经验丰富的工程师团队，提供在设计过程中的卓越技术支持、顶尖的设计工具、业内认证的高性能模拟IP，以及完整的封装与测试解决方案，这一切共同组成了其晶圆代工服务。
关于Fraunhofer集成电路研究所（IIS）
Fraunhofer协会是欧洲最大的应用研究机构，在德国设有66个研究所，科研分支遍及德国各地。协会员工总数达24,000人，年经费逾20亿欧元。Fraunhofer集成电路研究所是世界领先的半导体和IT系统解决方案及服务应用研究机构，名列Fraunhofer协会各研究所之首。Fraunhofer IIS是mp3的主要发明机构以及AAC的联合开发者，研发实力享誉全球。研究所与合作伙伴及客户紧密协作，研究领域和服务涵盖音频及多媒体、成像系统、能源管理、IC设计和设计自动化、通信系统、定位、医疗技术、传感器系统、安全安防技术、供应链管理以及无损检测。
研究所内约有880名员工为工业、服务业以及公共机构进行合同制研究。Fraunhofer IIS于1985年创立于德国埃朗根，目前有12个分支机构，覆盖埃朗根（总部）、纽伦堡、菲尔特、德累斯顿、班贝克、魏申费尔德、科堡、 维尔茨堡、伊尔默瑙以及代根多夫十大城市。1.2亿欧元的研发经费主要来自不同的项目，23%的经费来自联邦和州政府的补贴。
关于格拉茨太空研究院
奥地利科学院太空研究院主要研究物理现象，探索太阳系，涵盖领域内的整个研究链条，包括开发适用于太空的各种工具进行空间测量，并对测量数据进行分析和解读。在科学方面，太空研究院集中研究太空等离子体物理学、太阳系天体以及外星行星的高层大气 ，以及地球和月亮的重力场。
如今，奥地利科学院太空研究院参与了15项由欧洲航天局、NASA、日本航天局、俄罗斯航天局以及中国航天局等领导的国际太空任务，涵盖近地空间的太空舰队、太阳观测、太阳系内外的行星探索以及彗星上的轨道运动及着陆。
更多信息，请登录：www.iwf.oeaw.ac.at
在twitter上了解更多信息：https://twitter.com/IWF_Graz
Unterpremstätten & Graz/Österreich, Erlangen/Deutschland (3. Juni 2015). Der Geschäftsbereich Full Service Foundry der ams AG (SIX: AMS), ein führender Entwickler und Hersteller von hochwertigen analogen ICs und Sensoren, das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS und das Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) ermöglichen mit einer neuartigen integrierten Schaltung erstmals die präzise dreidimensionale Vermessung des Erdmagnetfeldes.
Vier identisch bestückte Satelliten, die im Zuge der NASA Mission „Magnetospheric Multiscale“ (MMS) Mitte März in den Weltraum geschickt wurden, führen dreidimensionale Messungen der magnetischen Schutzhülle der Erde durch. Ziel der Mission ist es, die Dynamik des Erdmagnetfelds zu erforschen sowie kleinste Änderungen mit höchster Genauigkeit zu vermessen. Im Mittelpunkt der Untersuchungen des Grazer Instituts für Weltraumforschung steht die so genannte magnetische Rekonnexion, bei der magnetische Energie in Teilchenenergie umgewandelt und explosionsartig freigesetzt wird, wodurch auf der Erde magnetische Stürme und Phänomene wie das Nordlicht entstehen.
Wichtig für den Einsatz von Messinstrumenten in Satelliten ist eine platz-, gewichts- und leistungssparende Elektronik. Darüber hinaus werden höchste Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit und der Toleranz gegenüber radioaktiver Strahlung und Temperaturänderungen gestellt. Die kundenspezifische, integrierte Schaltung für hochempfindliche Magnetfeldmessung wurde vom Fraunhofer IIS gemeinsam mit dem IWF Graz für ein digitales Fluxgate-Magnetometer (DFG) entwickelt. Die University of California, Los Angeles, hat den Magnetfeldsensor gebaut. Das Messgerät erfasst kleinste Magnetfelder mit einer Auflösung von zehn Picotesla und ist damit mehrere tausend Mal empfindlicher als ein elektronischer Erdkompass.
Der für die Herstellung verwendete 0,35µm CMOS Spezialprozess von ams ermöglicht die Entwicklung von extrem effizienten und hochgenauen, integrierten Schaltungen. Durch seine Prozessarchitektur und Robustheit gegen Strahlung eignet sich der C35 Prozess besonders gut für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt. Ein umfangreiches Angebot an stromsparenden Schaltungsbauteilen und Bibliotheken, IP Blöcken und Sensorelementen reduziert Entwicklungszeit und -risiko maßgeblich und ermöglicht die Entwicklung von komplexen, analogen Schaltungen, die auf Anhieb funktionieren.
„Mit dem 0,35µm CMOS Prozess von ams war es unseren Wissenschaftlern am Fraunhofer IIS möglich, eine integrierte Auswerteschaltung zu entwickeln, die die Erwartungen unserer Projektpartner in jeder Hinsicht – Performance, Verlustleistung, Chipfläche, Zuverlässigkeit - erfüllen konnte“, sagt Johann Hauer, zuständiger Projektleiter für die ASIC-Integration am Fraunhofer IIS.
„Nach der ersten noch recht kurzen Testphase kann bereits bestätigt werden, dass das auf dem steirischen Chip basierende Magnetometer die wissenschaftlichen Anforderungen in puncto Auflösungsgenauigkeit und Stabilität sogar deutlich übertrifft“, sagt Werner Magnes, stellvertretender IWF-Direktor und verantwortlicher Wissenschaftler.
„Wir arbeiten seit beinahe 25 Jahren mit dem Fraunhofer IIS zusammen und konnten in dieser Zeit gemeinsam zahlreiche komplexe Schaltungen sowohl für den Forschungsbereich als auch für die Industrie realisieren. Es freut uns sehr, dass unsere ICs mit Hilfe des IWFs nun sogar das All erobern durften und wir so auch einen Beitrag zu einem besseren Verständnis über die Physik unsere Erde beitragen können“, betont Markus Wuchse, Leiter des Geschäftsbereichs Full Service Foundry von ams.
Über den Geschäftsbereich Full Service Foundry von ams
Der Geschäftsbereich Full Service Foundry von ams hat sich erfolgreich im Foundry-Markt für analoge und Mixed-Signal-ICs positioniert. Sein Portfolio an Halbleitertechnologien umfasst auch 0,18-µm- und 0,35-µm-Spezialtechnologien basierend auf den analogen, Mixed-Signal-, Hochvolt- und Hochfrequenz-Prozessen von ams. ams bietet mit seiner Initiative "More than Silicon" ein umfassendes Paket aus Technik und Dienstleistungen an, das die üblichen Foundry-Angebote der Branche weit übersteigt. Das Unternehmen bietet auch führende Technologien wie etwa 3D-ICs mittels Siliziumdurchkontaktierungen, Farbfilter, kundenspezifische Modifikation des Back-End-Prozesses, WLCSP und vieles mehr. Erstklassige Unterstützung während der Entwicklung, Hochleistungswerkzeuge und erfahrene Ingenieure, in Silizium bewährte analoge Hochleistungs-IP-Komponenten, Dienstleistungen beim Zusammenbau und Test für schlüsselfertige Lösungen komplettieren das Servicepaket der Full
Über Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führende Organisation für angewandte Forschung in Europa. Unter ihrem Dach arbeiten 66 Institute und Forschungseinrichtungen an Standorten in ganz Deutschland. Knapp 24 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erzielen das jährliche Forschungsvolumen von mehr als 2 Milliarden Euro. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen ist eine weltweit führende anwendungsorientierte Forschungseinrichtung für mikroelektronische und informationstechnische Systemlösungen und Dienstleistungen. Es ist heute das größte Institut in der Fraunhofer-Gesellschaft. Unter anderem mit der maßgeblichen Beteiligung an der Entwicklung der Audiocodierverfahren mp3 und MPEG AAC ist das Fraunhofer IIS weltweit bekannt geworden.
In enger Kooperation mit den Auftraggebern betreiben die Wissenschaftler internationale Spitzenforschung in den Forschungsfeldern Audio & Multimedia, Bildsysteme, Energiemanagement, IC-Design und Entwurfsautomatisierung, Kommunikation, Lokalisierung, Medizintechnik, Sensorsysteme, Sicherheitstechnik, Versorgungsketten sowie Zerstörungsfreie Prüfung.
Rund 880 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten in der Vertragsforschung für die Industrie, für Dienstleistungsunternehmen und öffentliche Einrichtungen. Das 1985 gegründete Institut hat 12 Standorte in 10 Städten: Erlangen (Hauptsitz), Nürnberg, Fürth und Dresden sowie in Bamberg, Waischenfeld, Coburg, Würzburg, Ilmenau und Deggendorf. Das Budget von 120 Millionen Euro pro Jahr wird bis auf eine Grundfinanzierung in Höhe von 23 Prozent aus der Auftragsforschung finanziert.
Über das ÖAW-Institut für Weltraumforschung
Das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) beschäftigt sich mit der Physik und der Erforschung des Sonnensystems. Mit über 80 Mitarbeiter(inne)n ist es das österreichische Weltrauminstitut par excellence. Die Arbeiten reichen von Entwicklung und Bau weltraumtauglicher Instrumente im Weltraum bis hin zur physikalischen Interpretation der Messungen mit diesen Instrumenten. Wissenschaftlich befasst sich das IWF vor allem mit der Weltraumplasmaphysik, mit der oberen Atmosphäre von Planeten und Exoplaneten und mit dem Schwerefeld von Erde und Mond.
Derzeit ist das IWF an 15 internationalen Weltraummissionen beteiligt, die von der Europäischen Weltraumorganisation ESA oder nationalen Weltraumagenturen in den USA (NASA), Japan, Russland und China geleitet werden. Die Missionen reichen von Satellitenflotten im erdnahen Weltraum über die Sonnenbeobachtung und Erforschung von Planeten inner- und außerhalb unseres Sonnensystems bis zur Landung auf Kometen.
Weitere Informationen: www.iwf.oeaw.ac.at
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