Ученые создали самовосстанавливающие микрочипы

Полупроводниковые чипы, да и вся электроника в целом, являются хрупкими вещами. В этом смогли хорошо убедиться люди, которые роняли свои мобильные телефоны или другие портативные электронные устройства на твердую поверхность со значительной высоты. В связи с этой проблемой множество исследователей и команд ведут исследования, направленные на разработку электронных компонентов и узлов, способных самостоятельно восстанавливаться после механических и электрических повреждений. В этом направлении работают и исследователи из Калифорнийского технологического института, которые разработали полупроводниковые микрочипы, способные восстановиться и продолжать функционировать после многократных воздействий мощным лазерным лучом.

Команда, которая занималась разработкой нового самовосстанавливающегося чипа, состоит из сотрудников Лаборатории быстродействующих интегральных схем (High-Speed Integrated Circuits laboratory) Калифорнийского технологического института. Демонстрационный пример технологии самовосстановления представлял собой чип, на кристалле которого, размером менее двух миллиметров, была собрана схема аналоговых усилителей мощности, состоящая из 76 компонентов. Во время проведения испытаний технологии исследователи поражали некоторые области чипа лучом мощного лазера и наблюдали, как чип самостоятельно "находил обходные пути", огибающие места повреждений, на что требовалось меньше секунды времени.

В отличие от других подобных технологий, разработанную систему можно назвать "умной". Процесс самовосстановления работает за счет наличия крошечных датчиков температуры, тока, напряжения и мощности, размещенных возле каждого компонента чипа. Данные ото всех датчиков стекаются в крошечную часть схемы, схему ASIC (application-specific integrated-circuit), которая выступает в качестве "мозга", управляющего процессом восстановления. Именно эта часть схемы решает как лучше провести маршрут для определенного сигнала, минуя поврежденную область.

"Функцией чипа ASIC является поиск решения, позволяющего всему чипу выполнить свою функцию" - рассказывает Стивен Бауэрс, один из авторов статьи о самовосстанавливающемся чипе, - "Основная проблема заключается в том, что на чипе находятся около 100 тысяч транзисторов и других компонентов и при выходе из строя какой-либо части чипа требуется не только перенаправить сигналы по другому пути, но и провести переорганизацию архитектуры чипа таким образом, чтобы оставшиеся компоненты могли взять на себя функции вышедших из строя компонентов. Разработанная нами технология позволяет реализовать этот принцип без необходимости внешнего вмешательства".

Как следует из всего вышесказанного, пораженные лазерным лучом компоненты "не выживают", т.е. выходят из строя окончательно и бесповоротно. Тем не менее, до какого-то уровня количества повреждений чип, как единое целое, может продолжать справляться с выполнением своей основной функции. Конечно, повреждения не всех компонентов могут быть компенсированы, особенно схемы ASIC, повреждение которой приведет к полной потере работоспособности чипа, но и дополнительного запаса надежности, который предоставляет данная технология, вполне достаточно для обеспечения надежности портативных электронных устройств и цифровой техники.

Инф. lite-world.ru