随着高分辨率遥感、SAR等高数据率载荷及低轨星座的快速发展，星载存储需求已由GB级迈向TB级，商用现货（COTS）固态硬盘（SSD）因高性能、大容量、低成本和小体积成为重要候选方案，但其内部主控制器、NAND Flash、DDR缓存和电源管理芯片等对空间辐射敏感，在轨面临总剂量效应（TID）与单粒子效应（SEE）耦合导致的可靠性风险。本研究面向航天任务中迫切需求的SSD的辐射敏感性进行分析研究。
研究表明，SSD的TID敏感性主要集中在NAND Flash、NAND电荷泵以及电源管理芯片等部位。在TID的影响下，NAND Flash中会出现阈值电压的漂移、坏块增多等多种失效机制，从而导致数据位翻转。阈值电压的漂移还会造成电荷泵和电源芯片的负荷，在功能上还会造成读写擦的异常与上电初始化失效（掉盘）等现象。不同模式下SSD的抗TID能力不同，通常为SLC＞MLC＞TLC＞QLC，对整盘进行TID评估必须覆盖静态和动态等多种工作模式，同时也应当对周期掉电-循环上电。
在SEU方面，由于当前3D NAND Flash多以CT型为主，在空间环境中翻转多表现为多单位翻转（MCU），在内部纠错机制的作用下，不会在用户层面表现出来。在SEFI方面，SSD的故障形式多样，可能表现为行列块数据错误、读写擦异常、掉盘、变砖，可能的故障来源于NAND 电荷泵、主控接口与逻辑层、固件代码层的翻转等。对于SEL等在轨可能发生的硬错误主要表现为电源管理芯片发生SEB/SEGR/SEL并导致供电轨异常甚至热烧毁、主控芯片SEL导致逻辑失控、NAND Flash中出现SEL造成存储单元损伤。
基于上述分析，针对COTS SSD的使用提出多条建议：关键数据优先采用SLC/pSLC模式并存放于3D NAND中间层，结合LDPC强纠错与定期数据刷新；优先选用经辐照筛选的电源管理芯片并预留电压裕量，供电前端配置限流、闩锁检测与快速断电保护；优先选择固件多副本冗余、支持在轨固件刷新及具备实测数据的产品。本研究可为航天任务中SSD的可靠运行提供技术参考。

COTS器件，固态硬盘（SSD），空间辐射效应