Инженеры из бельгийского научно-исследовательского центра IMEC намерены в 2011 году начать выпуск кремниевых микросхем с компонентами, работающими при напряжении 0,2-0,3 вольта. Это гораздо ниже стандартного порогового напряжения (Vt), при котором возникает проводимость в
транзисторах. Пороговое напряжение зависит от состава полупроводниковой подложки, электрода, рабочей температуры. Показатель Vt в обычных транзисторах составляет около 0,7 В, а в современных КМОП - до 0,5 В. Напряжение ниже Vt, фактически, считается утечкой. Если транзистор научится делать какую-то полезную работу при напряжении ниже порогового, можно добиться значительной экономии энергии в компьютерных микросхемах. Но еще более важно, что можно кардинально
повысить энергоэффективность микросхем и, теоретически, даже вживлять в тело человека электронику, работающую без внешних источников питания. Собственно, именно это является целью голландских ученых, работающих по проекту Human++ (www2.imec.be/be_en/research/human-biomedical-electronics.html). Сейчас специалисты подразделения IMEC в Эйндховене проводят тестирование и моделирование поведения кремния при напряжении ниже порогового. Когда работа будет закончена, микросхемы будут специально проектировать с учетом того, что отдельные элементы должны что-то делать на таком напряжении. С помощью новых транзисторов инженеры хотят в будущем снизить мощность беспроводных передатчиков и других электронных устройств до такого
уровня, чтобы те могли работать на энергии, собранной непосредственно с тела человека (около 100 микроватт). С помощью кардинальной оптимизации дизайна 90-нанометровых микросхем
КМОП удалось разработать радиопередатчик, в десять раз более энергоэффективный, чем Bluetooth и Zigbee. Они также разработали биомедицинский процессор BioDSP, который тоже на порядок экономичнее Texas Instruments MSP430. Но всего этого недостаточно. Микросхемы внутри тела человека находятся в спящем режиме 99,8% времени, так что утечки энергии для них весьма
существенны. Поэтому в дизайне микросхем для ECG образца 2011 года инженеры IMEC решили перейти на ячейки 180 нм, а также снизить напряжение Vdd ниже порогового. Все это позволит снизить потребление энергии еще в несколько раз.


Источник газета "Компьютерные вести"