世界最小的无线传输芯片 消耗的电能减少1000倍

  世界最小的无线传输芯片是什么样子?集成电路英语:integrated circuit,缩写作IC;或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在电子学中是一种把电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的方式,并时常制造在半导体晶圆表面上。

  美国加利福尼亚大学完成一项独特发明——超微型无线传输芯片,它能以移动通讯系统频率工作。同时,这种由该大学电气工程和计算机科学系研究生埃尔·莫纳尔研制的装置比手机中使用的高频芯片小50倍,消耗的电能减少1000倍。

  研制如此微型无线传输芯片是美国“聪明灰尘”计划的一部分,在该计划范围内,加利福尼亚大学科学家抓紧研制超微型电子装置,这些电子装置的应用范围特别广泛:从解决军事问题到建筑和电力部门。

  “聪明灰尘”的作用原理在于,大量尘粒大小的电子装置会自动记录各种信息,并互相传输信息,直到将信息传输到中心计算机为止,全部信息由中心计算机进行处理。

  加利福尼亚大学许多专家和科学家都参与了“聪明灰尘”的研制工作,其中包括另一名研究生杰森·希尔,他在莫纳尔研制的微型无线传输芯片基础上又研制成电子“尘粒”芯片,它安装有特殊存储器和专用的TinyOS操作系统。只要新工艺最后调整好,“聪明灰尘”将立即由DustInc公司组织批量生产。

  为了研制超微型和特节省电的无线传输芯片,必须利用一系列独特工艺,特别是,莫纳尔及其同事成功地在微芯片一些元件中利用单个电子的能量大大改善了微芯片的能耗特性。这种方法非常有效,因为“尘粒”芯片信号的功率总共只有几百微瓦,消耗的电能只有几毫伏。

  晶体管发明并大量生产之后,各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用,取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步,使得集成电路成为可能。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件,集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片,是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力,可靠性,电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化集成电路代替了设计使用离散晶体管。

  集成电路对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术,作为一个单位印刷,而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关,消耗更低能量,因为组件很小且彼此靠近。2006年,芯片面积从几平方毫米到350 mm2,每mm2可以达到一百万个晶体管。第一个集成电路雏形是由杰克·基尔比于1958年完成的,其中包括一个双极性晶体管,三个电阻和一个电容器。返回搜狐,查看更多

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