Розроблено нові мікрочіпи, здатні самостійно відновитися після поразки променем лазера
Напівпровідникові чіпи, так і вся електроніка в цілому, є крихкими речами. В цьому змогли добре переконатися, що люди, які кидали свої мобільні телефони або інші портативні електронні пристрої на тверду поверхню зі значної висоти. У зв'язку з цією проблемою безліч дослідників і команд ведуть дослідження, спрямовані на розробку електронних компонентів і вузлів, здатних самостійно відновлюватися після механічних і електричних пошкоджень. В цьому напрямку працюють і дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту, які розробили напівпровідникові мікрочіпи, здатні відновитися і продовжувати функціонувати після багаторазових впливів потужним лазерним променем.
Команда, яка займалася розробкою нового самовосстанавливающегося чіпа, складається із співробітників Лабораторії швидкодіючих інтегральних схем (High-Speed Integrated Circuits laboratory) Каліфорнійського технологічного інституту. Демонстраційний приклад технології самовідновлення представляв собою чіп, на кристалі якого, розміром менше двох міліметрів, була зібрана схема аналогових підсилювачів потужності, що складається з 76 компонентів. Під час проведення випробувань технології дослідники вражали деякі області чіпа променем потужного лазера і спостерігали, як чіп самостійно "знаходив обхідні шляхи", що огинають місця пошкоджень, на що було потрібно менше секунди часу.
На відміну від інших подібних технологій, розроблену систему можна назвати "розумної". Процес самовідновлення працює за рахунок наявності крихітних датчиків температури, струму, напруги і потужності, розміщених біля кожного компонента чіпа. Дані від всіх датчиків стікаються в крихітну частину схеми, схему ASIC (application-specific integrated-circuit), яка виступає в якості "мозку", керуючого процесом відновлення. Саме ця частина схеми вирішує як краще провести маршрут для певного сигналу, минаючи пошкоджену область.
"Функцією чіпа ASIC є пошук рішення, що дозволяє всьому чіпу виконати свою функцію", - розповідає Стівен Бауерс, один з авторів статті про самовосстанавливающемся чіпі, - "Основна проблема полягає в тому, що на чіпі перебувають близько 100 тисяч транзисторів і інших компонентів і при виході з ладу будь-якої частини чіпа потрібно не тільки передати сигнали по іншому шляху, але і провести переорганізацію архітектури чіпа таким чином, щоб залишилися компоненти могли взяти на себе функції, що вийшли з ладу компонентів. Розроблена нами технологія дозволяє реалізувати цей принцип без необхідності зовнішнього втручання".
Як випливає з усього вищесказаного, уражені лазерним променем компоненти "не виживають", тобто виходять з ладу остаточно і безповоротно. Тим не менш, до якогось рівня кількості пошкоджень чіп, як єдине ціле, може продовжувати справлятися з виконанням своєї основної функції. Звичайно, пошкодження не всіх компонентів можуть бути компенсовані, особливо схеми ASIC, пошкодження якого призведе до повної втрати працездатності чіпа, але і додаткового запасу надійності, який надає дана технологія, цілком достатньо для забезпечення надійності портативних електронних пристроїв і цифрової техніки.