Новый чип способен изменить электронику навсегда: что придумали ученые

Особенно аспект энергопотребления касался тех устройств, которые полагаются на устойчивые сети и собственный аккумулятор вместо проводного соединения, пишет slashgear.com. Разобраться с проблемой удалось исследователям из Массачусетского технологического института.

Как работает новый чип

Чип нового поколения использует маломощную систему фильтрации для подавления нежелательных беспроводных сигналов, мешающих работе устройства при подключении к сети 5G. Команда утверждает, что этот высокоэффективный чип идеально подходит для датчиков окружающей среды, интеллектуальных термостатов, устройств домашнего мониторинга, внутренних камер, мониторов состояния здоровья, промышленных датчиков и даже носимых устройств, таких как Apple Watch SE (2-го поколения).

Еще одно преимущество новой конструкции – в том, что многие целевые гаджеты теперь могут быть оснащены батареями меньшего размера, а значит и сами гаджеты станут более компактными.

Ученые поясняют, что нынешнее поколение устройств IoT использует узкополосный фильтр для уменьшения помех от других сигналов (термин IoT, он же Интернет вещей, обозначает сеть устройств, подключенных к интернету, которые могут обмениваться информацией между собой и с другими системами). Поставленную задачу решили с помощью системы конденсаторов, подключенных к сети. Полученный приемник занимает площадь всего 0,05 квадратных миллиметров.

В основе прорыва – новая сеть переключателей-конденсаторов, которую исследователи впервые продемонстрировали в 2023 году, где конденсаторы были расположены таким образом, что распределение заряда продолжалось, а также блокировались помехи сигнала. Более сложной задачей было найти правильное требование к источнику питания, чтобы чип мог выполнять работу при 0,6 вольт, но работа при таких низких уровнях напряжения также означает, что электронные переключатели склонны к ошибкам включения/выключения питания.

Ученые справились с этим вызовом, используя технику, называемую bootstrap clocking, где подаваемого напряжения достаточно, чтобы схема работала надежно, но она использует меньше компонентов при меньшем энергопотреблении.

Команда разработчиков уже находится на стадии прототипа, так что прогнозы относительно масштабирования довольно оптимистичные. Но исследователи хотят пойти еще дальше и полностью отказаться от внешнего источника питания. Вместо того чтобы полагаться на заряженные конденсаторы или батарею, группа MIT надеется разработать систему, которая сможет использовать сигналы Wi-Fi и волны Bluetooth для подачи питания на чип приемника.

Также стало известно, что в Китае продолжают делать топовые чипы, несмотря на санкции США. В этом смысле особенно отличилась компания Huawei.