IndexART

Prečítať novinku
Članok

FinFETs Shimmy na frekvencie 5G

  Hopyers     pred 4 mesiacmi     FinFETs, shimmy, frekcencia, 5G
Inžinieri na Purdue University a GlobalFoundries získali dnešné najmodernejšie tranzistory na vibrovanie na frekvenciách, ktoré by mohli spôsobiť, že telefóny a ostatné gadgety 5G budú menšie a energeticky úspornejšie. Tento výkon by tiež mohol vylepšiť hodiny CPU, robiť nositeľné radary a jeden deň tvoriť základ nového typu výpočtovej techniky. Predložili svoje výsledky dnes na konferencii IEEE International Solid Circuits Circuit in San Francisco.

Prijímače 5G vyžadujú dve kľúčové komponenty: oscilátory a filtre. Oscilátory produkujú frekvenčný signál, ktorý je potom modulovaný na prenos dát, zatiaľ čo filtre umožňujú vysielačmu prijímač naladiť konkrétne kanály. Obaja potrebujú komponenty, ktoré môžu rezonovať v gigahertzových frekvenciách.

Zvyčajne, aby ste získali takú vysokú a stabilnú frekvenciu, potrebujete kryštálový oscilátor, zariadenie, ktoré sa nachádza mimo procesora. Jeho signál megahertzovej stupnice sa následne znásobuje v postupných fázach obvodmi nazývanými fázovo uzatvorenými slučkami, ktoré sa dostanú do gigahertzovej oblasti. Signál sa potom distribuuje okolo čipu. Nastavenie spotrebuje viac energie, než by chceli konštruktéri, a pretože má ďalšiu súčasť, zaberá viac miesta, než by ste chceli.

"Mali by ste dosiahnuť oveľa lepšiu výkonnosť, ak začnete s dobrým oscilátorom na 32 GHz namiesto množenia," hovorí Bichoy Bahr, ktorý pracoval na technológii rezonátorov v Purdue, zatiaľ čo sleduje doktorát v laboratóriu Dany Weinsteina. Preto chcete, aby komponent - ideálne niečo malé, ktoré by bolo možné integrovať do rovnakého kremíka ako rádiový čip - ktorý rezonuje na frekvencii, ktorú chcete.

Vďaka tomu, že inžinieri vyskúšali integráciu rezonátorov pomocou mikroelektromechanických systémov, vychádzali z ladenia. Tie majú komponenty naladené na fyzickú vibráciu pri určitej frekvencii a vytvárajú použiteľný elektronický signál. Ale majú obmedzenia. Najviac vyžadujú iné spracovanie ako CMOS čip, na ktorom sú, takže boli postavené buď na vrchole dokončeného čipu, alebo vložené vo vnútri vrstiev káblov nad kremík.

Weinsteinova skupina namiesto toho našla spôsob, ako vytvoriť MEMS rezonátor pomocou samotných tranzistorov CMOS. Špičkové čipy sa dnes spoliehajú na terminály FinFET, tranzistory, v ktorých prúd preteká cez vyčnievajúcu trojuholníkovú kremík. Prúd je riadený cez bránkovú elektródu, ktorá sa nad ňou zakrúca, ale je od nej oddelená tenkou vrstvou dielektrika.

Táto štruktúra brány vytvára kondenzátor, takže keď sa napája na elektrostatické bránové sily, stlačte dielektrikum. Pravidelná séria napäťových impulzov potom vytvorí v tranzistore periodické akustické pulzovanie. "Sťahujeme a tlačíme na šírku plutvy," hovorí Weinstein. Rozmiestnením série plutv správnym smerom a spojením všetkých s tou istou bránou celá štruktúra rezonuje na frekvencii 32 GHz.

Vybudovaním sady medených lietadiel vo vrstve vedenia nad úrovňou FinFET sa táto 5G vibračná platňa obmedzuje iba na 154-tranzistorovú štruktúru. Takže aj keď je integrovaný do rádiového čipu, vibrácie nebudú mať vplyv na iné obvody.

Pravidelné stláčanie plutvy vedie k zistiteľným zmenám prúdu, ktorý preteká cez tranzistory, takže poklepaním na podskupinu 154-rebier môže Weinsteinova skupina vytiahnuť čistý signál 32-GHz. V skutočnosti bol signál tak dobrý, že prekonal akýkoľvek iný rezonátor založený na kremíkových MEMS na izbovej teplote. Zmerali faktor kvality (bezrozmerné množstvo, ktoré vám povie, aké úžasné je váš rezonátor) takmer 50 000. "Dostanete to všetko v mikronovom štvorci alebo menej kremíka," Weins

Dôležité je, že štruktúra bola postavená výhradne pomocou procesora CMOS výrobcu čipov s procesorom GlobalFoundries 14 nm. Integrácia do skutočného rádiového čipu by mala byť jednoduchá. (Inžinier spoločnosti GlobalFoundries Zoran Krivokapic bol súčasťou tímu.)

Ale rezonátor je len hlavnou zložkou oscilátorov a filtrov, takže tím Weinstein sa sústreďuje na budovanie týchto kompletných obvodov. Napriek tomu už majú oči na žiadostiach. Okrem 5G rádia by štruktúra rezonančných plutví mohla zlepšiť procesorové hodiny. Po prvé, môže nahradiť off-chip oscilátor malým prameňom vlastného kremíka procesora. Po druhé, môže potenciálne distribuovať hodinový signál okolo čipu lepšie. Rezonátor, ktorý má šírku len 200 nanometrov, pôsobí ako vlnovod, čím stratí veľmi málo svojej akustickej energie pozdĺž svojej dĺžky. Weinstein si myslí, že hodinové signály sú distribuované do vzdialených častí čipu s použitím nízkych strát akustických vĺn namiesto elektronických signálov; asi jedna tretina energie procesora sa dnes zaoberá distribúciou hodinového signálu.

Mooreov zákon navyše prirodzene zvýši frekvencie, ktoré môžu dosiahnuť rezonančné plutvy. Pri pohľade do procesu GlobalFoundries 7-nm je možné dosiahnuť 60-80 GHz. To dáva rezonátory do sféry automobilového radaru. S takým efektívnym radarovým zdrojom po ruke plánuje spoločnosť Weinstein nositeľky, ktoré robia osobnú navigáciu.

Rovnako dôležitá ako technológia rezonátora je aplikácia v blízkej budúcnosti, bola vyvinutá pod pekným futuristickým mandátom. Program UPSIDE poskytol finančné prostriedky pre program UPSIDE. Jeho cieľom je nájsť spôsoby, ako analyzovať obrazové dáta pomocou fyziky oscilátorov, a nie ich digitálnej povahy.

Zdroj zo https://spectrum.ieee.org/tech-talk/semiconductors/devices/finfets-shimmy-to-5gs-frequencies

Celkové hodnotenie: 100%
Pre pridanie komentara sa musíte prihlásiť alebo zaregistrovať.
Uživateľský chat
avatar
ClewShow - Majiteľ
Ahoj
 pred mesiacom
avatar
jozsor003 - Uživateľ
Ahoj
 pred mesiacom
avatar
H1p3rX - Administrátor
*
 pred 3 mesiacmi
avatar
H1p3rX - Administrátor
Trinitix ak to čítaš potom sa mi tu ozvy do súkromnej správy ????
 pred 3 mesiacmi
avatar
Hopyers - Majiteľ
@Razzy: dobre
 pred 3 mesiacmi
Uživateľské štastitiky

Hostí online: 0

Botov online: 1

Uživatelia online: 0

Administrátori online: 0

Dnešna návštevnosť: 26

Tyždena návštevnosť: 294

Mesačna návštevnosť: 1067

Posledný prihlasený: Paulie, Kubik159, flxxtv, ZeruX, JustAnotherUser, H1p3rX, VencaOfficial, ClewShow, ZeXiK, Fix, Standygl, Vejdr, Andre, Perox, CArsa, majk25, ^CeXn*, Rohliik, LoLPos, misterso, FakeGaming, MPZona, deadswim, Sallen

Posledný zaregistrovaný: JustAnotherUser

Zaregistrovaný uživatelia: 71

Vaša IP Addresa: 54.224.235.183 (United States)

Vaša prvá návšteva: 23.06.2018 - 11:38:24

Skupiny:  Uživateľ VIP Administrátor Uživateľ Majiteľ

Potrebujete pomoc so webstránkou
alebo s grafikou ?

Tak toto je len pre teba... Napíš nám !

Niečo o nás
Sme komunita ľudí ktorá pomáha začiatočníkom so webstránkou alebo s grafikou. My niesme len komunita ľudí ktorá pomáha začiatočníkom, IndexART je aj pre pokročílich s webstránkou alebo s grafikou. IndexART je tu už od roku 2014 v roku 2017 sme to odstavili na menšiu pauzu a potom v roku 2018 sme to po dlhej dobe spústili celý IndexART.
Posledné návody
Návody ešte neboli žiadne pridané.
Facebook a Reklama