微芯片尺寸方面获突破 最多可节省百倍芯片空间

与非网 1 月 26 日讯 近日，每日科学 Science Daily 发文称，研究人员已在微芯片方面取得突破，通过在标准化的 2D 微芯片制造平台上使用 3D 组件，最多可以节省 100 倍的芯片空间。

图源 | Standard-Examiner 

一组工程师通过增加多达三个数量级的电感元件来提高先前开发的 3D 电感技术的性能，以满足现代电子设备的性能要求。

伊利诺伊大学(University of Illinois)电子与计算机工程教授、Holonyak 微纳米技术实验室(Holonyak Micro and nano - nano Laboratory)临时主任 Xiuling Li 领导的一项研究中，工程师们介绍了一种能够产生数十毫微电子级磁感应的微芯片感应器。

利用完全集成的、自滚动的磁性纳米粒子填充管，该技术确保了在三维空间的浓缩磁场分布和能量存储——同时保持了芯片所需的微小足迹。

传统的微芯片电感器是相对较大的二维螺旋形导线，导线的每一圈产生更强的电感。在之前的一项研究中，Li 的研究小组通过转换成卷膜模式，利用 2D 处理开发出了 3D 电感器。卷膜模式允许金属丝螺旋脱离平面，是由一层绝缘薄膜轮流隔开的。

当展开时，以前的线膜只有 1 毫米长，但比传统的 2D 电感器占用的空间少 100 倍。在这项工作中报道的线膜长度为 1 厘米的 10 倍，允许更多的匝数——和更高的电感——同时占用大约相同的芯片空间。新的微芯片电感器的另一个关键的发展是增加了一个固体铁芯。

对于研究过程，该项目负责人之一的 Xiuling Li 表示:“最有效的电感通常是用金属丝包裹的铁芯，这在尺寸不是很重要的电子电路中很好用。但这在微芯片层面不起作用，也不利于自滚过程，所以我们需要找到一种不同的方法。”

为了做到这一点，研究人员用一个微小的滴管将氧化铁纳米颗粒溶液注入已经卷好的膜中。“我们利用了毛细管压力，将溶液中的液滴吸入到芯中。溶液变干，留下铁沉积在管子里。与行业标准的固体内核相比，这增加了有利的性能，允许这些设备在更高的频率下运行，减少了性能损失。尽管在早期的技术上有了重大的进步，新的微芯片电感器仍然有很多问题需要解决。”