“极限”计算机芯片可承受最高300摄氏度

由德国弗劳恩霍夫研究所微电子电路与系统(IMS)研究人员开发出的新型微芯片能够在无损性能的情况下承受住300摄氏度的高温。因为芯片是为地热研究而设计，研究小组表示这种耐热生产工艺的应用前景非常广阔。

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地球核心释放的能量几乎是无穷尽的。地球内部7000摄氏度（12600华氏度）的热量可以成为未来能源资源的一部分，但想要对地热进行开发和有效利用需要先进的技术。地下4000到6000米（2.5到3.7英里）深温度可达到几百摄氏度，这个深度足以开发出大量的地热。然而，能够进行钻探开发的设备根本无法承受这样高的温度。

由德国弗劳恩霍夫研究所微电子电路与系统(IMS)研究人员开发出的新型微芯片能够彻底改变这一切。这种小型芯片能够在无损性能的情况下承受住300摄氏度的高温。

开发地热远比向地下钻孔要复杂。地球的地壳的热度并不平均，因此需要一系列的传感器和控制系统共同作用，找到最佳的能源开采地点。专为加热设计的传统半导体芯片也会在200摄氏度左右达到受热极限，但在此之前芯片的性能已经开始退化了。达到250摄氏度，芯片就被烤化了。

过去的研究主要涉及制造主动冷却系统，在温度升高的情况下保持探针正常工作。弗劳恩霍夫研究所研制的芯片即使在高温条件下工作也不需要任何冷却系统。

该芯片使用0.35μm（350纳米）制造工艺，是近几年市面上的芯片尺寸的10倍。但现代因特尔芯片最高耐受温度只有100摄氏度。其它耐热芯片大都使用1μm（1000纳米）低效率制造工艺制成的，因此350纳米并不算最差。

工程师使用一个绝缘芯片(SOI)互补金属氧化物半导体（CMOS）设计使电路能够承受高温。绝缘芯片能够用来对抗来自电流漏泄产生的热效应。IMS研发芯片中的每个晶体管本身都有绝缘层，使其与周围的晶体管绝缘。不受控制的电流漏泄能够产生芯片故障，以及性能低下。除了绝缘防护晶体管之外，IMS研究人员还使用了钨来减少因高温而产生的长期损伤。

因为芯片是为地热研究而设计，研究小组表示这种耐热生产工艺的应用前景非常广阔，比如，航空电子传感器能够安置在飞机涡轮发动机附近以获得更为精确的数据，还可以用于长期处于高温环境下的工业生产中。

弗劳恩霍夫研究所对制造工艺的早期测试结果十分满意，计划在2014年进行正式应用。