Компьютер-Информ || Архив || Рубрики || Поиск || Подписка || Работа || О "КИ" || Карта
Новые технологии
Компания IBM совместно с Технологическим университетом штата Джорджия создали кремний-германиевый чип (SiGe), работающий с частотой 500 ГГц. Достичь такого высокого результата удалось в ходе эксперимента, поместив микросхему в камеру с температурой - 268,33 градуса по Цельсию.
В условиях комнатной температуры чип продемонстрировал работу с частотой 350 ГГц, в то время как современные процессоры, используемые в ПК, имеют максимальные частоты около 4 ГГц.
Использование германия в кремниевых микросхемах позволяет производителю добиться так называемого эффекта растянутого кремния и снизить токи утечки, добившись, таким образом, повышенной производительности. По мнению специалистов, рекордная частота, которой можно добиться от SiGe-чипов, составляет 1 терагерц.
Производительность и энергопотребление микропроцессоров зависят не только от архитектуры чипов и реализации специальных технологий, но и в значительной степени от техпроцесса и свойств элементарных составляющих - транзисторов. Именно они стали объектом модификации, которую осуществили сотрудники компании Intel с целью повышения скорости переключения транзисторов, снижения токов утечки и, как следствие, снижения потребляемой мощности конечными продуктами. Достижением инженеров Intel является формирование трехмерной структуры транзисторов.
В настоящее время большинство компаний производит микропроцессоры по планарной технологии формирования структуры транзисторов на полупроводниковой пластине (в частности, на кремниевых пластинах). В "объемных" структурах, сформированных не только на поверхности подложки, но и внутри нее, технологи будут использовать такие "инструменты", как high-k диэлектрики, которые обладают хорошими изолирующими свойствами, а также создают высокое емкостное сопротивление, а также технологию напряженного кремния, что позволяет повысить скорость переключения транзисторов и тем самым повысить производительность чипов.
Согласно информации от представителей компании Intel, подобные структуры будут применяться для изготовления чипов по 32-нм техпроцессу, а первое коммерческое использование трехмерных транзисторов состоится в 2009 году.
Международная команда исследователей открыла простой и эффективный метод синтеза сферических нанокристаллов церия. Как утверждают ученые, с помощью этих наночастиц дефектов на кремниевых пластинах станет гораздо меньше. Обычно при производстве плоских кремниевых пластин их поверхность никогда не бывает идеально ровной. Современная технология получения плоских пластин механо-химической нормализацией поверхности (chemical-mechanical planarization - СМР) обычно не может убрать все дефекты с пластин.
"Сферические кристаллы церия CeO2, допированные титаном, уменьшают дефекты CMP на 80 %, что является высоким показателем для современной промышленной микро- и наноэлектроники", - комментирует открытие доктор Вонг из института Джорджии, США. - "Однако без помощи коллег из Пекина, Великобритании и двух частных компаний - Ferro Corporation и Nanocerox - мы не смогли бы достигнуть таких результатов".
Наночастицы при этом действуют и как абразив, и как bulk-"заполнитель" - за счет того, что титановые наночастицы обеспечивают эффект "прилипания" к поверхности кремниевой пластины.
Внутренняя часть наночастиц СеO2, сообщает Nanotechweb, состоит из одиночного кристалла без его разделения на грани, так как сверху наночастицы покрыты 1-2-нанометровым слоем наночастиц TiO2.
В жидкостной фазе оболочка TiO2 формирует сферу, минимизируя ее поверхностную энергию. Пока технология их производства позволяет обеспечить выход до 300 грамм цериевых наночастиц в час.
Ученые уверены, что наночастицы могут быть адаптированы к другим оксидным системам. Это позволит расширить их применение до таких отраслей, как нанофотоника, неорганические пигменты, катализаторы и т. д.
"Технология CMP используется для изолирования и соединения друг с другом отдельных транзисторов на пластине", - говорит Вонг. - "CMP-метод, благодаря своей универсальности, стал одним из быстроразвивающихся методов за последнее десятилетие. Около 60 % всех чипов изготовлено именно с помощью CMP-технологии. Также предвидится расширение области действия СМР-технологии благодаря введению новых медных соединений между транзисторами в чипе".
Именно сферические наночастицы могут улучшить этот технологический процесс. Поэтому ученые, совместно с заинтересованными в коммерциализации этого изобретения фирмами, пытаются найти более дешевый и быстрый метод производства наночастиц.
Ученые Гарвардского университета сообщили, что им удалось создать на основе нанопроводников транзистор, который быстрее кремниевого, по крайней мере, в четыре раза.
Руководитель исследований Чарльз Либер (Charles Lieber) сказал, что разработка позволит создавать недорогие, гибкие и высокопроизводительные чипы для мобильных телефонов и дисплеев. И, конечно же, если объединять в одном чипе логику, память и другие блоки, увеличение производительности будет еще большим.
Одним из первых применений нанопроводников, скорее всего, станут сверхвысокочувствительные сенсоры, способные "видеть" отдельные молекулы: при столкновении молекулы с нанопроводником происходит заметное изменение тока. Подобные датчики, как обещает Либер, могут быть созданы через 2-3 года.
Несмотря на радужные перспективы нанопроводников, вполне возможно, что они никогда не будут использованы в "плотных" чипах (таких, как современные процессоры) - даже четырехкратное увеличение производительности не покроет стоимости разработки сложных устройств на основе нанопроводников. А вот для тех технологий, где сборка производится на различных поверхностях (включая пластик) и при комнатной температуре, проблем при внедрении нанопроводников не возникнет. К примеру, в гибких дисплеях нанотранзисторы могут быть использованы для включения контроллера непосредственно в экран.
Необычное применение чипам флэш-памяти нашел профессор Корнельского университета Эдвин Кан (Edwin Kan), разработавший многоцелевой микросенсор, позволяющий определять освещенность, давление, температуру и даже наличие определенных химических элементов и соединений. Подобные устройства найдут свое применение при исследовании состава крови: первое время сенсоры будут помещаться в кровь животных для получения данных о ее составе, а затем технология, после окончательной доработки, будет использоваться и на благо человека.
Устройство, размеры которого составляют всего 100 мкм, основано на транзисторах, полностью аналогичных транзисторам, используемым для создания чипов флэш-памяти. Ячейки памяти сохраняют необходимую информацию посредством хранения электрического заряда, причем интересной особенностью подобного решения является селективное изменение заряда под воздействием физических факторов в зависимости от используемых для изготовления сенсоров материалов. На данный момент передача информации и питание устройств осуществляются посредством миниатюрных проводников - использование технологий беспроводной передачи данных заметно увеличивают размеры сенсора (до нескольких квадратных миллиметров).
Основной причиной для выбора именно чипов флэш-памяти является их невысокая стоимость и легкость в производстве. В дальнейшем планируется не только снижать размеры самого сенсора, но и повышать функциональность путем организации массивов сенсоров, что позволит им регистрировать наличие целого спектра химических элементов и соединений.
Исследователи из университета штата Небраска, США, Вивек Махешвари (Vivek Maheshwari) и Рави Сараф (Ravi Saraf), разработали устройство, которое может позволить роботизированным рукам обрести чувство осязания, сходное с человеческим, сообщает BBC. Они полагают, что эта технология также будет применяться при операциях с минимальным вмешательством в организм человека.
Один из авторов открытия, профессор Рави Сараф (Ravi Saraf), говорит, что основной проблемой современных тактильных сенсоров является то, что разрешение их чувствительности измеряется миллиметрами, в то время как у подушечки пальца человека этот же показатель составляет 40 микрон.
Сейчас ученым удалось достичь повышенной чувствительности путем применения сверхтонкой пленки, состоящей из слоев металла и полупроводниковых наночастиц, к которой сверху и снизу подсоединены электроды. Датчик состоит из чередующихся слоев золотых наночастиц размером 10 нм в диаметре и наночастиц сульфида кадмия размером 3 нм, разделенных слоями полимера, которые действуют, как диэлектрические барьеры. Процесс производства сводится к серии погружений в соответствующие растворы с промежуточными промывками и просушками. По словам ученого, взаимодействие между материалами на атомном уровне достаточно сильно, чтобы они сформировали определенную структуру, что позволяет наночастицам самостоятельно "подравниваться", когда в структуре возникает неоднородность.
Когда пленка соприкасается с какой-либо поверхностью, ее слои сдавливаются, что вызывает изменение силы тока. В результате этого частицы начинают излучать свет (такое явление называется "электролюминесценцией"), который фиксируется на видеокамеру. Яркость его зависит от степени нажатия, а пленка может быть использована несколько раз.
В качестве наглядной демонстрации Сараф и Махешвари взяли две одноцентовые монетки, направили их друг к другу, проложили между ними "нано-пленку" и сжали. Сенсоры обработали полученные световые импульсы, и появилось переработанное изображение, на котором отчетливо видны изгибы на ткани смокинга Линкольна, а также две последние буквы "TY" в слове "LIBERTY".
Само покрытие очень тонкое и состоит из нескольких слоев - смеси золота, диэлектрика и полупроводниковых кадмий-сульфуровых наночастиц (толщина - менее 1 нм).
В данный момент ученые продолжают исследования в данной области. Теперь они собираются создать устройство, способное ощущать тепло и холод.
Как сообщает Sciencedaily, группе исследователей из Института биохимии Макса Планка (г. Мартинсрид, Германия) под руководством Петера Фромхерца (Peter Fromherz) удалось интегрировать мозг живого существа с микрочипом, подобным тем, которые используются в компьютерах.
Известно, что в процессе запоминания и хранения информации у млекопитающих принимает участие несколько отделов головного мозга. Перед тем, как информация попадает на долговременное хранение, она предварительно "записывается" в отделе мозга, называемом гиппокампом. Для изучения структуры гиппокампа, взаимодействия в нем сотен тысяч клеток, образующих нейронные сети, и их роли в сохранении информации используются разные методы, в том числе гистологические, в ходе которых получаются и исследуются тонкие срезы тканей этой части мозга.
Однако этот, как и другие традиционные методы, имеют много недостатков - они требуют вмешательства (зачастую достаточно грубого, нарушающего нормальную работу мозга), ограничены небольшим количеством клеток и страдают малым разрешением. Ученым из Мартинсрида удалось разработать революционный подход к изучению мозга, позволяющий регистрировать активность и взаимодействие тысяч нервных клеток в срезе тканей мозга.
При этом новый метод отличается высоким пространственным разрешением. В его основе лежит культивирование срезов тканей гиппокампа на полупроводниковых чипах. Регистрирующие активность нервных клеток чипы, разработанные в сотрудничестве с компанией Infineon Technologies AG, отличаются очень высокой плотностью, эквивалентной 16384 транзисторам на площади в один квадратный миллиметр.
Возможность осуществлять запись интегрированной активности целостного интактного фрагмента мозга млекопитающих представляет собой действительно значительный технологический прорыв. Используя новый метод, группа П. Фромхерца смогла визуализировать влияние фармацевтических препаратов на нейронную сеть. Это говорит о возможности использования метода в качестве новой тест-системы для исследований мозга и в фармакологии.
Последним результатам работы группы ученых из Мартинсрида предшествовали эксперименты с использованием "самодельных" чипов относительно малой плотности. С их помощью сначала регистрировались сигналы отдельных нервных клеток пиявок, а затем небольших групп нейронов моллюсков. Регистрация активности большого числа клеток мозга млекопитающих стала возможной при применении чипов высокой плотности, разработанных в компании Infineon Technologies. Разработка гибридной системы, интегрирующей нервную ткань и полупроводниковое устройство, может означать огромный скачок в работах по протезированию поврежденного мозга и созданию нейрокомпьютеров.
Ученые из университета Болоньи, Италия, в сотрудничестве с рядом зарубежных университетов создали молекулярную машину, способную совершать движения в наноразмерном диапазоне, сообщает Nanotechweb. На пленках оксида индия и флюорида кальция ученые смогли синтезировать матрицу ротаксановых переключателей-наноактюаторов, вращение которых можно контролировать с высокой степенью точности.
"Контролирование вращения наномашин важно для ряда наноэлектронных применений", - говорит доктор Альберто Креди (Alberto Credi) из университета Болоньи. - "Особенно важно создать надежный интерфейс между подложкой и исполнительной частью наномеханизма. Подобная организация наноматрицы позволит соединить большое количество отдельных наномашин при совместной работе. Это очень важно, например, при конструировании искусственных мышц".
Подобные комплексные мышцы-актюаторы будут характеризоваться высокой плотностью механической энергии и при этом будут потреблять намного меньше энергии, чем обычные макромеханизмы.
Технология производства матрицы наномашин довольно проста. Сперва формируется лэнгмюровская пленка-монослой, которая представляет собой интерфейс "вода-воздух" с гидрофобными и гидрофильными концами полимеров. Далее на пленку наносят слой положительно заряженных молекул ротаксанов, которые закрепляются на поверхности анионной пленки.
"Эти ротаксановые пленки мы можем переместить на твердую подложку - например, стекло или металл", - поясняет д-р Креди. - "Главное, что мы можем легко управлять поведением ротаксанов, изменяя кислотность среды. К примеру, просто изменив pH, мы можем добиться разной скорости вращения молекул". Ученые выяснили, что кислотная среда как нельзя лучше подходит для искусственных мышц, которые можно будет сконструировать на ротаксановых пленках.
"Теперь наша задача - сделать слой управляемым с помощью электрической энергии", - говорит д-р Креди. - "Наши коллеги из группы Стоддарта (Калифорнийский университет, США) значительно помогают нам в этом. Ранее им удавалось "запитать" подобные молекулярные машины от света, теперь же они исследуют возможности управления пленками с помощью разности потенциалов, приложенной к ним".
В США группа информационно-технологических компаний и медицинских учреждений объединилась в консорциум Continua Health Alliance. В настоящее время в Continua Health Alliance входит более 23 компаний, в том числе Intel, Motorola, Cisco Systems, Royal Philips Electronics N. V., Samsung, Kaiser Permanente, Medtronic и Welch-Allyn. Его деятельность направлена на повышение совместимости устройств дистанционного наблюдения за состоянием пациентов и других медицинских приборов для домашнего и мобильного использования. Консорциум планирует разработать рекомендации для объединения этих технологий с коммуникационными и информационными сетями медицинских учреждений. Кроме того, группа займется продвижением соответствующих нормативных документов и развитием страхования в данной отрасли.
Деятельность Continua будет сосредоточена на трех основных направлениях домашней телемедицины: профилактика заболеваний и физическая подготовка, наблюдение за хроническими больными и уход за престарелыми. "Число медицинских устройств, которые можно использовать в домашних или беспроводных сетях, постоянно растет, но ни в одном из них не предусмотрены функции взаимодействия друг с другом", - говорит Ник Августинос (Nick Augustinos), директор подразделения Cisco Systems по разработке решений для Интернет-бизнеса.
Хотя уже существует множество стандартов для больничных систем, практически ничего не сделано для систематизации сетевого медицинского оборудования и информационных систем для домашнего медицинского ухода.
При разработке рекомендаций, направленных на повышение совместимости медицинских устройств с электронными потребительскими системами (домашними сетями, телевизорами, настольными компьютерами и КПК), особое внимание будет уделено IP-технологиям. Участники консорциума Continua разработают процедуру сертификации на предмет соблюдения рекомендаций и стандартов совместимости. Продукты, сертифицированные группой Continua, будут соответствующим образом промаркированы, а разработка рекомендаций будет вестись на основе таких стандартов связи, как Bluetooth, USB, Wi-Fi и ZigBee. Организация планирует завершить работу над рекомендациями в течение ближайших полутора лет.
"Задача, стоящая перед нами, заключается не в создании новой технологии, а в систематизации, которая расширит возможности взаимодействия различных устройств и сетей", - говорит Уильям Маккеон (William McKeon), вице-президент компании Medtronic (производство медицинского оборудования).
Дистанционное наблюдение предоставит медицинским учреждениям более гибкие возможности для проверки здоровья пациентов и позволит избежать ненужных хлопот и затрат, связанных с посещением больницы, что особенно важно для больных. Например, после выписки пациента с хронической болезнью сердца врачи смогут дистанционно наблюдать за его состоянием с помощью различных медицинских приборов, изменять схему приема лекарств или ставить дополнительные диагнозы на основе длительных наблюдений с помощью мониторов.
Кроме этого, Continua займется изучением вопросов страхования для новой технологии. "Новая модель здравоохранения требует от индустрии страхования новых схем компенсации затрат для пациентов и поставщиков медицинских услуг", - говорит Майкл Робкин, главный архитектор компании Kaiser Permanente.
Оптический носитель и устройство для работы с ним создает израильская компания Matteris. В основе разработки - голографический принцип представления информации. Возможной областью применения новинки создатели считают корпоративные системы резервного копирования и архивирования данных. Позже новые носители и приводы смогут вступить и на рынок потребительской электроники - предполагается, что они найдут себе место в проигрывателях и устройствах записи видео высокой четкости, в том числе портативных, а также в игровых консолях.
По оценкам специалистов Matteris, голографический носитель размером с привычный CD способен хранить терабайты данных. Для сравнения: один из претендентов на роль оптического носителя нового поколения - диск Blu-ray - вмещает в сотни раз меньше.
При работе с терабайтными объемами необходимо резко увеличить скорость доступа к данным. Поэтому накопитель будет выполнять манипуляции параллельно с миллионами бит, сгруппированными в индивидуальные голограммы. Записывая или считывая каждую миллисекунду "картинку" размерами 1000х1000 бит, система обеспечит скорость записи и чтения в один гигабит в секунду.
В разработке использовались материалы, которые, по утверждению участников проекта, превосходят фотополимеры, используемые сейчас для записи голограмм. Их особенностями являются устойчивость к дневному свету, отсутствие этапа проявки, отсутствие необходимости чтения между сессиями записи, отсутствие усадки.
Рубрики || Работа
|| Услуги || Поиск
|| Архив || Дни
рождения
О "КИ" || График
выхода || Карта сайта || Подписка
Рассылка анонсов газеты по электронной почте
Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ.
Свидетельство Эл 77-4461 от 2 апреля 2001 г.
Перепечатка материалов
без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.
Телефон редакции (812) 718-6666, 718-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул.Заставская, д.23, БЦ "Авиатор", 3-й этаж, офис 307
e-mail: editor@ci.ru
Для пресс-релизов и новостей news@ci.ru