据物理学家组织网近日报道，美国加州理工学院的工程师团队首次开发出一种可自愈的集成芯片，可在微秒之间，对智能手机和电脑中从电池到总晶体管等故障自行修复。相关研究成果刊登在最新一期《IEEE微波理论与技术》期刊上。
加州理工学院工程和应用科学部高速集成电路实验室的研究团队，在小功率放大器里证明了这种集成芯片的自愈能力。该放大器非常小，如一便士大小可容纳76个芯片，却包括自我修复所需要的一切。最引人注目的是，他们在实验室通过高功率的激光对其震击多次，摧毁了芯片的各个部分，然后，在约不到一秒钟的时间内，观察到该集成芯片自动形成一个应急措施。
研究人员说：“我们简直是炸开了一半的放大器，汽化了许多成分，如晶体管，而它却能够恢复到接近理想的性能。这次系统启动且自我修复真是令人难以置信。”
迄今为止，即使是某个单一的故障往往会使得集成电路芯片完全报废。被赋予的集成电路芯片的自愈能力，类似于我们人类自身的免疫系统，能够检测和快速响应任何可能受到的攻击，以保持系统的最佳工作状态。他们设计的功率放大器采用大量强健的芯片传感器，用来监视温度、电流、电压和功率。这些传感器把检测到的信息送入在同一芯片上的一个专用集成电路（ASIC）单元，即系统“大脑”的中央处理器。“大脑”分析放大器的整体性能，并确定是否需要调整系统芯片变化部分的执行器。
有趣的是，该芯片的“大脑”不会基于对每一个可能的情况响应出的算法进行操作，而是对基于传感器的总体响应做出结论。研究人员说：“你明确芯片想要的结果，让它计算出如何产生这些结果。所面临的挑战是，每个芯片上有10万多个晶体管，我们不了解所有发生错误的各种不同情况，而我们也不需要知道这些。在无需外部干预的状态下，以通用的方式设计的系统足够发现所有驱动器的最优状态。”
这个具有自愈能力的高频率集成芯片，代表了该领域研究的最前沿，可用于下一代移动通信、传感器、成像和雷达应用程序，甚至有望扩展到几乎任何其他的电子系统之中。 |
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