텍사스 인스트루먼트(TI)는 자사의 우주용 아날로그 반도체 제품 포트폴리오에 다양한 임무를 수행할 수 있는 높은 신뢰성을 갖춘 플라스틱 패키지 제품들을 추가한다고 밝혔다. TI는 내성 강화 제품용 SHP(space high-grade in plastic) 제품 검사 규격을 개발하고, 이 SHP 규격을 충족하는 새로운 아날로그-디지털 컨버터[1](ADC)를 출시했다. 또한, 내방사선 스페이스 EP(Space Enhanced Plastic) 포트폴리오에 새로운 제품군을 추가했다. 플라스틱 패키지는 기존의 세라믹 패키지 대비 설계 시 시스템 차원에서 풋프린트 축소 및 무게와 전력 감소, 출시 비용 절감을 달성할 수 있다.

기존의 우주용 애플리케이션과 프로그램은 신뢰성을 보장하기 위해서 완전히 밀폐된 세라믹 QML(Qualified Manufacturers List) V 등급 디바이스를 사용했다. 오늘날 뉴 스페이스 우주 프로그램에 대한 상업적 접근을 높이기 위해 고안된 애플리케이션은 지구 저궤도(LEO, low Earth orbit)에서 단기적 미션을 달성하며 통신과 연결성을 확장하는 데 도움을 주고 있다. 애플리케이션의 시스템 크기와 무게를 줄여 우주 발사 비용을 절감할 수 있기 때문에 더 작은 크기의 부품에 대한 요구사항이 높아지고 있다. 바로 이러한 용도로 플라스틱 볼 그리드 어레이[2](PBGA, Plastic substrate ball-grid array)와 플라스틱 패키징 디바이스가 기존의 우주용 반도체 패키지에 대한 대안을 제공한다.

- 새로운 SHP ADC를 통해 더 작은 크기에서 열효율과 대역폭 향상

TI의 SHP 규격은 IC가 극단적으로 가혹한 환경 조건에서 심우주 미션의 엄격한 설계 요구사항을 충족한다는 것을 뜻한다. SHP 규격은 내성 강화 반도체용 PBGA와 플라스틱 패키징을 포함한다. 10mm x 10mm x 1.9mm ADC12DJ5200-SP와 ADC12QJ1600-SP ADC는 TI의 SHP 규격을 충족하는 첫 제품군으로, 플립칩 BGA SHP 패키지를 적용했다. 이 ADC 제품들을 통해 동급 세라믹 패키지 디바이스를 사용할 때보다 디자인 크기를 7배 더 축소할 수 있으며, 최대 17.1Gbps 성능의 SerDes(serializer/deserializer) [3]로 데이터 통신 속도를 극대화하고, 열 저항을 낮출 수 있다.

- 스페이스 EP 제품군으로 뉴 스페이스 미션의 전력 효율 향상 및 보드 공간 절약

TI의 스페이스 EP 포트폴리오는 업계에서 가장 포괄적인 플라스틱 내방사선 전원 관리 및 신호 체인 포트폴리오로, 소형의 대용량 LEO 위성 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 디바이스를 제공한다. 스페이스 EP 디바이스를 사용해 기존 세라믹 패키지 대비 보드 공간을 최대 50%까지 절약할 수 있으며, 레일-투-레일 입/출력 동작으로 고성능 전원 공급을 달성할 수 있다. TI의 스페이스 EP 포트폴리오에 가장 최근에 추가된 TPS7H5005-SEP PWM(펄스폭변조, pulse-width modulation) 컨트롤러는 다양한 전원 공급 토폴로지와 FET 아키텍처를 지원한다. TPS7H5005-SEP PWM 컨트롤러는 동기식 정류[4]를 통해서 전력 손실을 최소화하여 동급 디바이스 대비 최소 5% 더 높은 전력 효율을 달성할 수 있다.

TI는 우주용 반도체 분야에서 60년이 넘는 기간 동안 디자이너들이 우주용 애플리케이션의 더 높은 전력 밀도, 성능, 신뢰성 등 요구사항을 충족할 수 있도록 내성 강화 및 내방사선 제품의 패키징 개발을 계속해오고 있다.

- 구매

스페이스 EP와 SHP 제품은 TI.com과 공인 유통판매 업체들을 통해 구매할 수 있으며, 기본형과 맞춤형 수량의 릴 서비스를 제공한다. TI.com에서 주문 시에 특정 날짜와 로트 코드를 선택할 수 있고, 각각의 QML 로트에 대해 MIL-PRF-38535에 따른 적합성 인증서를 제공한다. 여기에는 추적 기능과 수행된 테스트에 대한 품질 적합성 검사 및 프로세싱 적합성 보고서가 포함된다.

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[1] 아날로그-디지털 컨버터(ADC): 전압, 온도 등의 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 장치

[2] 볼 그리드 어레이(ball-grid array): 베어칩(bare chip)을 얹은 인쇄 회로 기판(PCB)의 뒷면에 반구형의 납땜 단자를 2차원 어레이상으로 줄지어 배열해 리드를 대신하는 대규모 집적 회로(LSI) 패키지

[3] SerDes(serializer/deserializer): 직렬 변환기/직병렬 변환기

[4] 동기식 정류: 교류 신호와 동일 주파수로 회로를 개폐함으로써 정류를 함과 동시에 교류의 위상을 판별하고 S-N비(⇀ 잡음)를 개량하기 위한 조작