與非網 1 月 26 日訊 近日,每日科學 Science Daily 發文稱,研究人員已在微芯片方面取得突破,通過在標準化的 2D 微芯片制造平臺上使用 3D 組件,最多可以節省 100 倍的芯片空間。

 

圖源 | Standard-Examiner 

 

一組工程師通過增加多達三個數量級的電感元件來提高先前開發的 3D 電感技術的性能,以滿足現代電子設備的性能要求。

 

伊利諾伊大學(University of Illinois)電子與計算機工程教授、Holonyak 微納米技術實驗室(Holonyak Micro and nano - nano Laboratory)臨時主任 Xiuling Li 領導的一項研究中,工程師們介紹了一種能夠產生數十毫微電子級磁感應的微芯片感應器。

 

利用完全集成的、自滾動的磁性納米粒子填充管,該技術確保了在三維空間的濃縮磁場分布和能量存儲——同時保持了芯片所需的微小足跡。

 

傳統的微芯片電感器是相對較大的二維螺旋形導線,導線的每一圈產生更強的電感。在之前的一項研究中,Li 的研究小組通過轉換成卷膜模式,利用 2D 處理開發出了 3D 電感器。卷膜模式允許金屬絲螺旋脫離平面,是由一層絕緣薄膜輪流隔開的。

 

當展開時,以前的線膜只有 1 毫米長,但比傳統的 2D 電感器占用的空間少 100 倍。在這項工作中報道的線膜長度為 1 厘米的 10 倍,允許更多的匝數——和更高的電感——同時占用大約相同的芯片空間。新的微芯片電感器的另一個關鍵的發展是增加了一個固體鐵芯。

 

對于研究過程,該項目負責人之一的 Xiuling Li 表示:“最有效的電感通常是用金屬絲包裹的鐵芯,這在尺寸不是很重要的電子電路中很好用。但這在微芯片層面不起作用,也不利于自滾過程,所以我們需要找到一種不同的方法。”

 

為了做到這一點,研究人員用一個微小的滴管將氧化鐵納米顆粒溶液注入已經卷好的膜中。“我們利用了毛細管壓力,將溶液中的液滴吸入到芯中。溶液變干,留下鐵沉積在管子里。與行業標準的固體內核相比,這增加了有利的性能,允許這些設備在更高的頻率下運行,減少了性能損失。盡管在早期的技術上有了重大的進步,新的微芯片電感器仍然有很多問題需要解決。”