绝缘硅片电脑芯片可承受300℃高温

责任编辑:editor014

2014-08-27 16:10:55

地热是一种非常重要的可再生能源,从我们脚底往下4-6千米,温度会升高到数百摄氏度,这已经足够产生大量地热能源了。然而,钻探和建筑设备所使用的电子产品却无法承受这些高的温度。不过一种新开发的微型芯片或许可以改变这种情况。

地热是一种非常重要的可再生能源,从我们脚底往下4-6千米,温度会升高到数百摄氏度,这已经足够产生大量地热能源了。然而,钻探和建筑设备所使用的电子产品却无法承受这些高的温度。不过一种新开发的微型芯片或许可以改变这种情况。

这种新的芯片由弗劳恩霍夫研究所微电子电路与系统(IMS)开发,它可以300度高温的情况下不损失性能。

开采地热不是我们想像的那么简单,因为地热不是均匀分布的,我们需要找到最佳的位置,这就需要用到传感器和处理芯片。而传统的半导体芯片能在最高200摄氏度左右保持计算性能,之后便开始出现性能下降,到了250度时就完全废掉了。

过去为应对这个问题,使出的招数是当温度升高时开启冷却系统,不过弗劳恩霍夫研究所设计的芯片不需要冷却系统。他们的芯片采用0.35µm工艺(350nm),这比近年来消费级芯片工艺大10倍还多。不过现在的Intel芯片只能承受100摄氏度。其它一些能承受高温的芯片设计采用的制造工艺高达1µm(1000nm),所以350nm并不算差。

工程师使用绝缘硅片(SOI)CMOS(互补金属氧化物半导体)的设计来让电路承受高温。SOI可以对抗高温带来的漏电效应。每个晶体管与周围的晶体管都有绝缘层,这样电流就不会流出预定的轨道。另外IMS为了减少高温的长期破坏,还在芯片上使用了钨而不是铝。 虽说这款芯片是为开采地热设计的,但这种特性也让它在别的地方能发挥作用,比如安放在飞机引擎附近从而获得更精确的数据,还有智能家居产品中那些需要承受高温的厨具等等。

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