因應宇宙射線軟錯誤,三菱化學推出高效率中子輻射屏蔽塗佈材料

 

刊登日期:2025/12/12
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來自外太空的高能粒子「宇宙射線」撞擊地球大氣時,會產生中子輻射並降落至地表。當這些中子輻射進入半導體時,可能會改寫晶片內的資料,導致所謂的「軟錯誤(Soft Error)」。此類現象是電子設備誤作動的潛在原因之一,甚至2024年日本某電視台的播出事故,也被指出與中子輻射有關。
 
隨著半導體市場持續擴大與製程微細化,晶片中儲存電荷的容量愈來愈小,使其更容易受到中子輻射撞擊影響,軟錯誤風險大幅上升。過去中子輻射屏蔽防護主要應用於核電廠等場所,常使用摻入無機吸收劑的聚乙烯(PE)或混凝土遮蔽磚,但此類材料厚重,不便使用於資料中心或電子設備環境。
 
近來三菱化學開發出可吸收中子輻射的水性塗佈材料,並能以薄膜或片材形式提供。此材料運用了旗下先進乳液(Emulsion)技術,將吸收中子輻射的硼、釓(Gd)以及鋰等元素高濃度且均勻分散於水性體系中,實現薄膜狀態下的高遮蔽性能。厚度60 μm的塗層可達到與1 cm厚度PE磚同等的防護效果。
 
吸收中子輻射的水性塗佈材料可在後施工階段進行塗佈,亦能因應曲面,對金屬、混凝土等多種基材均具高附著性,無需前處理即可施工。易於使用於各類基材上,因此特別適合應用於資料中心、量子電腦設施等空間受限的場域。今後亦可搭配輕量化基材製成複合遮蔽結構,進一步提升防護效能。
 
目前三菱化學已完成實驗室階段的驗證,預計2026年度起導入試量產,利用既有乳液塗料生產設備以降低投資成本,加速量產化進程。另一方面,半導體材料業者亦開始關注中子輻射造成的軟錯誤。例如Resonac已開發出可吸收中子輻射的封裝材料,使軟錯誤率降低約20%。隨著先進晶片廣泛應用於資料中心、量子電腦、自動駕駛、醫療設備等關鍵領域,中子輻射防護也逐漸成為新興半導體材料的市場焦點。
 
 
 

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/721482
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