چشم انداز جدید در میکروالکترونیک ساخت تراشه های مقاوم به تشعشعات
با فناوری: لابراتوار ملی لوس آلاموس (LANL) در نیومکزیکو با راه اندازی پروژه ای در عرصه طراحی و ساخت تراشه های نوین، گام بلندی در راستای افزایش مقاومت در مقابل شرایط سخت محیطی نظیر تشعشعات برمی دارد.
به گزارش با فناوری به نقل از مهر، لابراتوار ملی لوس آلاموس درحال رهبری یک پروژه جامع برای تغییر نحوه طراحی و ساخت تراشه ها است؛ هدف این پروژه ایجاد تراشه هایی با کارآیی انرژی بالا و تحمل بیشتر نسبت به شرایط محیطی چالش برانگیز، همچون تشعشعات فراوان، است. این پروژه در قالب کوشش های پژوهشی نیومکزیکو به انجام می رسد و با تلفیق پروژه «نانو سلوشنز روی تراشه» (NSOC) با سه پروژه دیگر، به یک مرکز تحقیقاتی نوین در حوزه علوم میکروالکترونیک تبدیل خواهد شد. این مرکز که با نام CHIME شناخته می شود، مخفف عبارت «هم طراحی و یکپارچه سازی ناهمگن در میکروالکترونیک برای محیط های سخت» است.
در پروژه NSOC، تمرکز بر روی نیمه هادی های نانومقیاس نظیر نقاط کوانتومی خواهد بود تا بوسیله استفاده از فوتون ها و الکترون ها در انتقال اطلاعات، دستگاه های هوشمند و پیشرفته ای طراحی شود. محققان این لابراتوار قصد دارند اجزای الکترونیکی و فوتونیکی را در ساختارهای سه بعدی به هم پیوند دهند؛ نگاهی که بگفته متخصصان لابراتوار ملی لوس آلاموس می تواند خیلی از چالش های مربوط به بهینه سازی مصرف انرژی و مشکلات فرآیندهای تولید را برطرف کند و منجر به افزایش تحمل تراشه ها در مقابل تشعشعات شود. این ابتکار نوین با همکاری چندین نهاد پژوهشی معتبر، چشم اندازهای تازه ای را در حوزه میکروالکترونیک رقم خواهد زد.
تابش ها در محیط های پرخطر می توانند عملکرد نیمه هادی های معمولی را مختل کنند؛ چونکه ذرات حامله سبب اختلال در عملکرد مدارهای الکترونیکی می شوند. به همین دلیل، نیاز است تا این قطعات بطور دقیق محافظت یا مقاوم سازی شوند تا در محیط هایی که احتمال تشعشع بالا است، بدون مشکل عمل کنند.
دکتر جنیفر هولینگزورث، دانشمند و همکار لابراتوار در مرکز فناوری های نانو یکپارچه (CINT) که ریاست پروژه NSOC را بر عهده دارد و مقرر است به عنوان اولین رییس مرکز CHIME فعالیت کند. وی چنین توضیح داد: «این پروژه در پی حل یکی از مسایل اساسی در حوزه الکترونیک است. به سبب وابستگی مدارهای یکپارچه به الکترون ها به عنوان حامل های اطلاعات، این مدارها به محدودیت هایی از نظر چگالی پهنای باند، سرعت و فاصله انتقال داده می رسند.»
او اضافه کرد: «پیچیدگی های موجود در بهبود عملکرد مدارهای یکپارچه به شکلی است که بطور تقریبی نیاز به ۳۰ مایل سیم برای انتقال دیتای الکتریکی بوسیله ۱۰ یا بیشتر سطح مختلف تراشه وجود دارد؛ همه این اجزا توسط فرآیندهای تولیدی نسبتاً ناکارآمد ساخته می شوند.»
علاوه بر پروژه NSOC، سایر پروژه های مرکز CHIME به بررسی روش های بهینه سازی عملکرد تراشه ها بوسیله نگاهی به نام یکپارچه سازی ناهمگن می پردازند. در این رویکرد، اجزا و قطعات بطور جداگانه تولید شده و سپس در قالب یک تراشه واحد ترکیب می شوند. پژوهش های انجام شده شامل بررسی مواد، فرآیندها و فناوری های نوینی است که می تواند در تولید تراشه ها به کار گرفته شود. آدام رون دینون، مدیر مشترک مرکز فناوری های نانو یکپارچه اظهار کرد: «هدف مرکز CHIME، پل زدن بر شکاف بین کارهای آزمایشگاهی و تولید انبوه یا همان ‘آزمایشگاه تا کارخانه’ است؛ تا نتایج پژوهشی به فناوری های مقیاس پذیر تبدیل گشته و بتوانند نیازهای حیاتی اجتماعی و صنعتی را پاسخ دهند.»
این دغدغه از طرف وزارت دفاع (DoD) نیز مورد توجه قرار گرفته است. در سال ۲۰۲۳، وزارت دفاع با تزریق ۲۳۸ میلیون دلار به چندین مرکز نوآوری منطقه ای در عرصه میکروالکترونیک اهتمام در برطرف نمودن شکاف مذکور داشته است. معاون وزیر دفاع در آن زمان، کاتلین هیکس این شکاف را به عنوان «دره مرگ بدنام بین مطالعه و توسعه و تولید» توصیف کرده بود.
با توجه به روند رو به رشد پژوهش های در رابطه با میکروالکترونیک و هوش مصنوعی، می توان انتظار داشت که نتایج این پروژه ها تأثیرات گسترده ای بر صنایع داشته باشد. کوشش های انجام شده در لابراتوار ملی لوس آلاموس نه فقط در راستای بهبود عملکرد تراشه ها و پیشرفت کارآیی انرژی آنها می باشد، بلکه به عنوان قدمی بلند در راستای پاسخ به نیازهای راهبردی و امنیتی کشور در عرصه های مختلف شمرده می شود.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب