随着半导体工艺节点的迭代升级,商用芯片因其高性能低成本等特点,越来越受到航天任务的青睐。空间环境中高能粒子穿过半导体材料的敏感区,产生的单粒子效应会使搭载商用芯片的航天器暂时故障甚至永久报废。作为最常用的两款商用芯片,先进可靠的SRAM型FPGA和高精度高采样速率ADC是顺利进行航天探索的关键一环。以往的SRAM型FPGA单粒子效应测试系统的设计,主要集中在某一工艺节点的单粒子效应研究,对各工艺节点的纵向研究依靠TCAD仿真软件进行器件分析,缺少了各先进节点的对照试验验证。针对上述问题,本文设计了SRAM型FPGA单粒子效应测试系统,并开展工艺节点28nm～16nm的SRAM型FPGA激光辐照试验。经激光辐照验证,同一能量下20nm较28nm FPGA存储内容出现更多单粒子翻转,这是因为工艺进步带来晶体管集成度大大提高,单位面积受辐照影响的存储单元增多;16nm较20nm FPGA存储翻转明显降低,因为16nm FPGA晶体管采用Fin FET结构,加强了栅极对沟道的控制。试验监测到28nm～16nm FPGA在激光能量4.2n J、3.3n J、1.6n J发生单粒子闩锁,这是因为随着器件尺寸缩小,寄生PNPN结构中基区越薄,电流放大系数越高,经正反馈越容易电流激增产生闩锁。实验全程未监测到FPGA单粒子功能中断现象。以往的ADC单粒子效应测试系统,主要依靠单一的重离子或激光辐照试验。重离子源具有机时紧张,使用费用高等不便之处;而激光器发射的激光能量较高时,由于双光子吸收等机理原因,导致激光能量量化的LET值估算不准,试验结论较难分析。针对上述问题,本文设计了高精度高采样速率ADC单粒子效应测试系统,结合重离子、激光进行辐照试验。重离子试验验证了被测商用ADC具有航天级抗单粒子闩锁能力,全过程监测到ADC发生单粒子功能中断。由激光辐照试验可知,随着激光能量的增大,输出端数字信号的翻转值增大,ADC单粒子瞬态现象增加;读取的数字信号清空次数增加,ADC单粒子翻转、单粒子功能中断现象增加。由于激光注入量大,30n J激光扫描到ADC的敏感节点,导致ADC永久失效,发生单粒子硬错误现象。