钜大LARGE | 点击量：622次 | 2021年12月08日
最新皮瓦集成电路刷新最低功耗记录
一款最低功率的芯片在工作时功耗减少了10倍，而在休眠模式下，功耗减少了3万倍，其在美国密西根大学的开发者如是说。科学家们在檀香山IEEE的VLSI（超大规模集成电路）技术研讨大会上指出，这个被称作phoenix的处理器专为医疗植入物而设计，但也可用于超长寿命的环境监测和侦察。
美国密西根大学电气工程教授DavidBlaauw说：“我们芯片和电池加在一起，比现今使用的用于医疗植入的技术产品减少了约1000倍。”与Blaauw共同开展这个工作的有电气工程教授DennisSylvester以及博士生ScottHanson和MingooSeok。
假如phoenix芯片由一个普通的手表电池供电，在休眠模式下可以坚持263年。该芯片的设计是为了满足一种监控眼球内压力的植入体的需求。这就限制将其大小限制在了1立方毫米，其中包括薄膜电池。
不过，由于该装置在休眠模式功耗仅为30皮瓦（因为其只需偶尔测量一次），所以这个植入芯片和集成电池的预期寿命大于三年。
Sylvester说：“我们处理器设计从开始就面向低功耗，我们相信我们是第一个将低休眠模式功耗作为首要关注点的。”
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
除了长寿命的医疗植入物，密歇根大学的研究人员设想，phoenix芯片也在其他应用中具良好前景。军队可将自供电传感器芯片洒在战场上，环境科学家可以将该芯片分散在空气或水中来检测污染，建设工人可以将它们与混凝土混合以监测建筑和桥梁结构的完整性。
休眠模式在许多传感应用中占重要地位，这重要是由于芯片只需偶尔被唤醒来作一次测量，并以无线方式发送结果，然后就继续休眠。在众多类似应用中，传感器将99％以上的时间都花在休眠上。
因此，在phoenix设计中，休眠是芯片的“正常”工作模式。该装置每10分钟被唤醒一次，花费十分之一秒来测量和发送。然后，它又继续休眠。
为降减低总体的功耗，研究人员使用的经过实践检验的180纳米设计规则（其减少了总体泄露），将芯片的供电电压从正常的1至1.2伏减少到0.5v。
然而，研究人员所说的phoenix能够具有超低功耗，其最大创新是功率门的重新设计。Blaauw说：“功率门在芯片被唤醒时供电，在休眠时阻塞芯片中与存储无关部分的电流。”传统的功率门的通道很宽，所以它能够快速为休眠芯片供电。但phoenix却通过在功率门晶体管中使用一条非常细小的供电通道，牺牲速度以换来更低消耗。通过缩小供电通道，该研究小组把泄漏电流控制到仅仅30个皮安。接下来，研究人员计划在芯片上集成了一个发射器和天线，以便它能够将测量结果以无线方式发送出去。
