<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，但關鍵設備，本質上是一個&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制造專用晶體管，作為該定時裝置的構建塊，解決了弱點，并通過增強集成實現(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 達娜&middot;溫斯坦，一個普渡大學的教授電氣與計算機工程他正在開發(fā)聲學諧振器，其工藝用于生產(chǎn)行業(yè)標準的鰭場效應晶體管（FinFET）。&ldquo;美國有必要提高其芯片制造能力，這種性質的進步解決了供應鏈、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部，可以增強設備的抗時鐘鎖定攻擊能力，并啟用聲學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)代微電子技術的器件）一樣，F(xiàn)inFET是一個電壓激活的開/關柵極。顧名思義，F(xiàn)inFET沿著流經(jīng)柵極的半導體材料翅片傳遞電流。在關閉狀態(tài)下，翅片不導電。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備中使用的微處理器、傳感器和無線電進行操作。這樣做的設備是建立在聲音的基礎上的，聲音是一些結構發(fā)出的共振頻率，就像玻璃碗發(fā)出的聲音一樣。這種所謂的聲學諧振器的規(guī)則重復波作為一種韻律，被納入更大的微電子機械系統(tǒng)中，并用于標記時間。目前的商用微電子機械諧振器不能用標準芯片制造工藝制造，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)新是利用標準互補金屬氧化物半導體芯片廠現(xiàn)有的材料和制造技術建造一個聲諧振器。在最近的一篇論文中自然電子她的研究團隊報告了其迄今為止最先進的設計。使用在紐約GlobalFoundries Fab 8工廠運行的商業(yè)流程，并在GlobalFoodries 14LPP FinFET技術設計手冊中進行了描述，團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時鐘頻率。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這個優(yōu)雅的解決方案本質上是將數(shù)據(jù)處理晶體管重新調整為定時設備。</p> <p>&nbsp;</p> <p>普渡大學電氣與計算機工程研究生、《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中央處理單元或其他應用程序相同的過程來運行該設備。&rdquo;。&ldquo;當微處理器和其他組件完成后，諧振器也完成了。它不需要進行進一步的制造，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狀態(tài)通常將電流引導為二進制碼的0和1，但所有晶體管也可用作電容器來存儲和釋放電荷。溫斯坦的團隊正是通過&ldquo;驅動&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材料。</p> <p>&nbsp;</p> <p>杰克遜說：&ldquo;我們正在擠壓柵極和半導體之間的那些層，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行這一操作&mdash;&mdash;一個壓縮，一個拉伸&mdash;&mdash;在設備中建立橫向振動。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>驅動晶體管的尺寸可以引導和放大振動，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;晶體管組中的半導體材料，從而改變這些晶體管中電流的特性，將振動轉化為電信號。</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。如果技術發(fā)生變化，我們可以適應，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，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>