{{{sourceTextContent.title}}}

Più piccoli microchip che mantengono il loro freddo

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

I ricercatori hanno sviluppato i microchip compatti che possono mantenere il loro freddo anche su temperatura elevata.

{{{sourceTextContent.description}}}

Le temperature oltre 200 gradi di C si presentano spesso nella produzione di petrolio e geotermica? la microelettronica convenzionale ha colpito i loro limiti là. I ricercatori ora hanno fabbricato i microchip compatti che possono mantenere il loro freddo anche a 300 gradi di C.

Un tesoro enorme sonnecchia nelle profondità del nostro pianeta. Le temperature del °Celsius fino a 7000 sono probabilmente presenti nella terra? il centro di s, mentre ad una profondità di quattro - sei chilometri (2.5 - 3.5 miglia) è ancora °C 150 oltre a 200 °C. Queste riserve gigantesche del calore possono essere usate come fonte di energia rinnovabile per potere geotermico. Le punte di trivello e le sonde alesate del foro impiegate sono macchine alta tecnologie. Sono inserite con una gamma dei sensori e dei meccanismi di controllo per la loro spedizione nella terra? interiore di s. Possono in questo modo essere molto precisamente controllate o autonomamente analizzare i parametri ambientali in profondità e quindi individuano adatto? cioè caldo? regioni per produzione geotermica. Ci è un problema, per quanto: i microchip hanno colpito i loro limiti termici una volta esposti alle temperature oltre centigrado 200 gradi.

Sostenendo le temperature di diverse centinaia gradi centigradi

Gli scienziati dell'istituto di Fraunhofer per i circuiti ed i sistemi microelettronici IMS ora hanno sviluppato un nuovo tipo di processo a temperatura elevata. ? Diventa possibile con questo processo fabbricare i microchip estremamente compatti che funzionano perfetto anche alle temperature di fino a 300 gradi di Celsius? secondo Holger Kappert, testa di elettronica a temperatura elevata all'IMS di Fraunhofer. È allineare che circuiti integrati convenzionali a semiconduttore (CMOS) a volte tollera le temperature di fino a 250 gradi di Celsius, ma la loro prestazione ed affidabilità cad da velocemente. Frequentemente, le aziende devono verificare un gran quantità dei circuiti integrati standard usando il metodo trial-and-error prima che ottengano una selezione accettabile? un'impresa laboriosa.

Un viale supplementare esiste? continuamente raffreddando la microelettronica sensibile al calore, che può appena fare senza vasto sforzo supplementare che è necessario, tuttavia. Là sono i circuiti integrati a temperatura elevata già anche specializzati sul mercato? ma con circa un formato minimo della struttura di micrometro, sono molto grandi. ? Le soluzioni disponibili sono associate sempre con determinate alternanze: l'uno o l'altro hanno componenti comparativamente grandi, o funzionano con la prestazione limitata? Kappert ricapitola.

I microchip dall'IMS sono differenti, comunque. Ad una dimensione caratteristica di 0.35 µm, sono oggi considerevolmente più piccoli dei circuiti integrati a temperatura elevata disponibili. Il vantaggio di questi generi di microstrutture complesse può essere ricapitolato As? più funzionalità a meno formato?. Quello è che cosa è necessario da rendere i circuiti integrati più capaci e più intelligenti pure. Per fabbricare i mini-circuiti integrati heat-tolerant, i ricercatori a Duisburg, Germania, usano un processo a temperatura elevata specializzato di SOI CMOS. ? SOI corrisponde a? silicon-on-insulator? ? quello significa che introduciamo uno strato che isola i transistori l'uno dall'altro? spiega Kappert. Questo isolamento impedice le correnti di perdita che si presentano dall'influenza del funzionamento del circuito integrato. Le correnti di perdita sono correnti elettriche che scorrono sopra tranne i percorsi progettati. Sono causate o aumentate dalle temperature elevate in particolare. Inoltre, i ricercatori usano la metalizzazione del tungsteno per i loro circuiti integrati, che è meno termosensibile che l'alluminio usato solitamente. Ciò aumenta la durata di funzionamento dei circuiti integrati a temperatura elevata.

Volo in condizioni ambientali più amichevole

La produzione di energia geotermica, di gas naturale, o di olio non è il solo campo di applicazione potenziale. I microchip hanno potuto anche dimostrare il valuable ad aeronautica, per esempio permettendo ai sensori di essere situato vicino come possibile ai motori di turbina per potere osservare la condizione del loro funzionamento. Ciò ha potuto consentire le turbine di essere azionato più attendibilmente ed efficientemente, il carburante per reattori di risparmio e quindi rendere aeronautica in condizioni ambientali più amichevole. Le prime messe a punto presso il cliente di nuovi circuiti integrati sono state positive. I ricercatori vogliono offrire alla fine di quest'anno il processo di montaggio come servizio.