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为芯片大小的宇宙飞船开发的更小的自愈晶体管

2016年12月19日通过也许她杜波依斯

从半人马座阿尔法星开始,芯片大小的航天器可能会把我们带到太空最远的地方。

芯片大小的航天器可能是太空探索的未来。

著名宇宙学家斯蒂芬·霍金和物理学家/风险投资家尤里·米尔纳今年早些时候宣布,计划向半人马座阿尔法星发射一批芯片大小的宇宙飞船。半人马座阿尔法星是我们最近的恒星系统邻居。目前,韩国科学技术研究院韩国科学技术院(KAIST)正在探索各种方法,以克服严酷的星际环境对宇宙飞船在旅途中面临的一些即将到来的挑战。

芯片大小的航天器

突破Starshot是一个雄心勃勃的项目,提出了一种不同寻常的旅行方式。理论上,一个芯片大小的航天器舰队将能够以五分之一光速飞行,在30年内完成4.37光年的旅程。

有人提议,这支舰队将从太空部署,地面激光锁定在单个航天器上,给它们一个初始加速度推进。这种基于光的推进与太阳帆的运作方式类似;光子的动量用来传递能量,逐渐产生速度。

“突破摄星”项目的概念图。图片由突破计划

装有各种传感器的芯片将能够收集数据并将数据发送回地球。比邻星b是一颗与地球大小大致相同、位于其主星宜居带内的系外行星,对比邻星b的一次飞越将提供有关我们这个天体邻居的前所未有的数据。

芯片上的治疗

在芯片大小的宇宙飞船上显然没有空间给维修人员。因此,芯片内修复势在必行。自上世纪90年代以来,芯片治疗的概念就一直存在,爱尔兰的一个微电子集团首次探索了这一概念。雷竞技最新app特别是,韩国科学技术院(KAIST)正在研究用“门全能”晶体管代替目前常用的“鳍”晶体管布局。

栅极全能晶体管使用纳米级的导线作为晶体管的通道,栅极围绕在导线周围。这种线栅接触能使电流通过,产生的热量可以“自我修复”任何缺陷。

Gate-All-Around晶体管。图片由ExtremeTech。

这种门的整体布局还有一个额外的好处,它比传统晶体管更小、更轻,非常适合芯片大小的航天器。预计到2020年,门全晶体管将能够容纳小至5纳米的门长。

据悉,韩国科学技术院(KAIST)在微处理器、动态随机存储器(DRAM)、快闪存储器(flash memory)等领域成功地利用了“门全能晶体管”。在他们的实验中,从损坏中恢复的成功率在闪存中高达10,000次,在DRAM中高达10^12次。有了这样的结果,人们认为芯片可以通过关闭和加热其组件来定期自我修复,然后再重新供电继续运行。

带有自愈晶体管的芯片。图片由韩国科学技术院(KAIST)纳米生物电子学实验室的崔阳奎(音)教授雷竞技最新app

除了全门晶体管,KAIST还在研究无结晶体管的应用,类似地利用热自愈其通道。

NASA还在探索使用微加热器的芯片自愈。

虽然目前对自愈晶体管的研究是针对进行长途太空旅行的电子产品,但其结果也将对日常电子产品产生积极的影响。雷竞技最新app芯片大小的平台对工程师和研究人员提出了挑战,要求他们继续寻找缩小晶体管的方法,这是一个极好的副产品。此外,自愈电子设备将使更多的当地太空任务受益雷竞技最新app。