<p>美國西拉斐特（WEST LAFAYETTE，Ind.）&mdash;&mdash;美國的微芯片制造廠可以在一塊微小的硅芯片上塞滿數(shù)十億個數(shù)據(jù)處理晶體管，但關(guān)鍵設(shè)備，本質(zhì)上是一個&ldquo;時鐘&rdquo;，用于計時這些晶體管的操作，必須單獨制造，這在芯片安全性和供應(yīng)線方面造成了一個弱點。一種新方法使用商業(yè)芯片制造廠材料和技術(shù)制造專用晶體管，作為該定時裝置的構(gòu)建塊，解決了弱點，并通過增強(qiáng)集成實現(xiàn)了新功能。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;你可以用一個芯片代替多個芯片來做所有事情，多種制造方法和多種材料必須集成在一起&mdash;&mdash;通常是在海外，&rdquo;他說 達(dá)娜&middot;溫斯坦，一個普渡大學(xué)的教授電氣與計算機(jī)工程他正在開發(fā)聲學(xué)諧振器，其工藝用于生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的鰭場效應(yīng)晶體管（FinFET）。&ldquo;美國有必要提高其芯片制造能力，這種性質(zhì)的進(jìn)步解決了供應(yīng)鏈、國家安全和硬件安全方面的多個問題。通過將整個時鐘移動到處理器內(nèi)部，可以增強(qiáng)設(shè)備的抗時鐘鎖定攻擊能力，并啟用聲學(xué)等新功能用于篡改檢測的封裝芯片的ic指紋。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>與所有晶體管（支撐現(xiàn)代微電子技術(shù)的器件）一樣，F(xiàn)inFET是一個電壓激活的開/關(guān)柵極。顧名思義，F(xiàn)inFET沿著流經(jīng)柵極的半導(dǎo)體材料翅片傳遞電流。在關(guān)閉狀態(tài)下，翅片不導(dǎo)電。施加在柵極頂部的電壓在翅片中形成電荷，使電流以開放或開啟狀態(tài)流動。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但晶體管必須同步才能對所有電子設(shè)備中使用的微處理器、傳感器和無線電進(jìn)行操作。這樣做的設(shè)備是建立在聲音的基礎(chǔ)上的，聲音是一些結(jié)構(gòu)發(fā)出的共振頻率，就像玻璃碗發(fā)出的聲音一樣。這種所謂的聲學(xué)諧振器的規(guī)則重復(fù)波作為一種韻律，被納入更大的微電子機(jī)械系統(tǒng)中，并用于標(biāo)記時間。目前的商用微電子機(jī)械諧振器不能用標(biāo)準(zhǔn)芯片制造工藝制造，必須單獨制造，然后與微芯片捆綁使用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>溫斯坦的創(chuàng)新是利用標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體芯片廠現(xiàn)有的材料和制造技術(shù)建造一個聲諧振器。在最近的一篇論文中自然電子她的研究團(tuán)隊報告了其迄今為止最先進(jìn)的設(shè)計。使用在紐約GlobalFoundries Fab 8工廠運(yùn)行的商業(yè)流程，并在GlobalFoodries 14LPP FinFET技術(shù)設(shè)計手冊中進(jìn)行了描述，團(tuán)隊成員制造了一組能夠產(chǎn)生8-12個頻率范圍的專用FinFET&thinsp;這超過了微處理器的典型本機(jī)時鐘頻率。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這個優(yōu)雅的解決方案本質(zhì)上是將數(shù)據(jù)處理晶體管重新調(diào)整為定時設(shè)備。</p> <p>&nbsp;</p> <p>普渡大學(xué)電氣與計算機(jī)工程研究生、《自然電子》論文第一作者杰克遜&middot;安德森（Jackson Anderson）表示：&ldquo;按照我們的方法，芯片制造商通過與計算機(jī)中央處理單元或其他應(yīng)用程序相同的過程來運(yùn)行該設(shè)備。&rdquo;。&ldquo;當(dāng)微處理器和其他組件完成后，諧振器也完成了。它不需要進(jìn)行進(jìn)一步的制造，也不需要被送到其他地方與單獨的微處理器芯片集成。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>雖然晶體管的開或關(guān)狀態(tài)通常將電流引導(dǎo)為二進(jìn)制碼的0和1，但所有晶體管也可用作電容器來存儲和釋放電荷。溫斯坦的團(tuán)隊正是通過&ldquo;驅(qū)動&rdquo;晶體管陣列來實現(xiàn)這一點，擠壓并釋放出翅片和柵極之間的一薄層電介質(zhì)材料。</p> <p>&nbsp;</p> <p>杰克遜說：&ldquo;我們正在擠壓柵極和半導(dǎo)體之間的那些層，推拉柵極和鰭片之間的薄區(qū)域。&rdquo;。&ldquo;我們在相鄰的晶體管上交替進(jìn)行這一操作&mdash;&mdash;一個壓縮，一個拉伸&mdash;&mdash;在設(shè)備中建立橫向振動。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>驅(qū)動晶體管的尺寸可以引導(dǎo)和放大振動，使其自身形成特定的共振頻率。這反過來又會拉伸和壓縮相鄰&ldquo;感測&rdquo;晶體管組中的半導(dǎo)體材料，從而改變這些晶體管中電流的特性，將振動轉(zhuǎn)化為電信號。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Weinstein說：&ldquo;你擁有的每一塊高性能電子器件都使用FinFET。&rdquo;。&ldquo;集成這些功能不僅可以提高數(shù)字微處理器的微電子能力。如果技術(shù)發(fā)生變化，我們可以適應(yīng)，但我們將朝著集成微處理器系統(tǒng)的方向發(fā)展。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p> </blockquote>