تراشه‌هایی با قابلیت ریزموج برای ارتباطات بی سیم

یكی از پروژه‌های اخیر اتحادیه اروپا یك ریزتراشه نشانگر جدید را طراحی و تولید كرده است كه به صورت چشمگیری هزینه‌ی تولید كالاهای بدون سیم را كاهش خواهد داد و این بدین معناست كه طیف وسیعی از كالاهای موجود، قابلیت ارتباطات بدون سیم را پیدا خواهد كرد.پروژه IMPACT[۲]كه از طرف IST[۳]حمایت مالی می‌شود، شامل شركت‌های غول‌پیكر صنعتیEricsson و Philipsمی‌شود كه برای ساخت تراشه‌ای که سیگنال‌های ریز موج را در بازه‌ فركانس۵ تا ۲۴ گیگاهرتز بفرستد و دریافت كند، با هم كار می‌كنند. این تیم طیفی از نشانگرها شامل آمپلی‌فایرها، نوسانگرهامخلوط‌کن‌‌ها و تقویت كننده‌های فركانس را طراحی کرده‌ است.گروه IMPACTانتظار دارد، مدارهای آنالوگ و با فركانس بالا كشف كند كه با تراشه‌های CMOS ۹۰نانومتری قابل تطبیق باشد. این تراشه‌ها از مدارهای بسیار كوچك‌تر (۹۰ نانومتر) از مدل‌های فعلی استفاده می‌كند.دكتر استفان دکوتر، مسئول هماهنگی پروژه IMPACT و محقق مركز بین دانشگاهی میکروالكترونیك بلژیك می‌گوید: تراشه‌ها دیجیتال CMOS و در اندازه‌های۹۰ نانومتر، امسال (سال ۲۰۰۵) قابل دسترسی خواهند بود و می‌خواهیم بدانیم آیا می‌توانیم آنها را در ارتباطات ریزموجی با فركانس بالا استفاده كنیم. تراشه‌های CMOS با فركانس بالای قدیمی‌تر، از قبل در تجهیزات۴/۲ گیگاهرتزی مانند فرستنده‌ها و گیرنده‌های بلوتوس[۶] كه به طور جداگانه توسط Ericsson یكی از طرف‌های پروژه طراحی شده است، استفاده ‌شده‌اند. ولی به گفته دكتر دکوتر، نیازهایی كه برای استفاده از این تراشه‌ها در سطوح بالا و پیچیده چونGSM یا "سامانه جهانی ارتباطات سیار" وجود دارد، دست نیافتنی‌ترند. در حال حاضر این كاربردها احتیاج به راه‌حل‌های گران‌قیمت و چند تراشه‌ای دارد. گروه IMPACTمتوجه شده‌اند، تراشه‌هایCMOS می‌توانند برطرف کننده نیازهای پیچیده و صعب‌الوصول لازم برای كاربردهای میان برد و پیشرفته‌ای چونGSM و ارتباطات ریزموجی نقطه به نقطه باشند. این تراشه‌ها به نحو قابل‌توجهی از هزینه‌ها و میزان مصرف انرژی خواهند كاست و بر كاربردهای این تجهیزات خواهند افزود.به گفته دكتر دکوتر، ساخت این تراشه‌ها اكنون بسیار هزینه‌بر است، ولی با گذشت زمان بسیار ارزان‌تر خواهد شد. به دیل این كه تمام مدارها بر روی یك تراشه قرار دارد، فرآیند تولید بسیار اثر بخش‌تر خواهد بود و تراشه‌هایCMOS فركانس بالا، در حجم وسیع و با هزینه‌های بسیار كمتر ساخته خواهد شد.
پتانسیل بالا
پتانسیل تراشه‌هایCMOS در ارتباطات ریزموجی بسیار بالاست. به گفته پروفسور هربرت زیرات، یكی از اعضای IMPACT و استاد دانشگاه فناوری سوئد، CMOS می‌تواند در ارتباطات از راه دور و مدارهای راداری چون تلفن‌های همراه، شبکه‌های داخلی بی‌سیم (WLAN)و پیوندهایی سریع، كه تعداد زیادی از كاركردها در آنها جمع شده‌اند، كاربرد داشته باشند. از آن جا كهCMOSبا تولید انبوه بسیار اقتصادی است و می‌تواند در كاهش هزینه‌ها بسیار مؤثر باشد.تراشه‌های CMOS نوع مهمی از مدارهای مجتمع هستند كه شامل میكروپردازشگرها، میكروكنترل‌کننده‌ها، حافظه‌های ایستا و دیگر مدارهای دیجیتال می‌شوند. این كاركردهای متفاوت می‌توانند در یك تراشه متمركز شوند كه علاوه بر كاهش هزینه‌ها، پیچیدگی تجهیزاتی چون دوربین‌های دیجیتال را كاهش خواهد داد.تراشه‌های CMOS تنها زمانی كه ترانزیستورهایشان خاموش و روشن می‌شوند، انرژی مصرف می‌كنند. بنابراین انرژی كمتری مصرف می‌شود و دمای كمتری نسبت به تراشه‌های عادی تولید می‌شود كه این برای ارتباطات از راه دور ایده‌آل است.
به جلو راندن خط مقدم فناوری
گروه ‌IMPACT ، دو موفقیت مهم به ثبت رسانیده است. نخست آن كه آن‌ها به خصوصیات عملكردی مورد نظر در قیمت پایین‌تر و سطح پایین‌تری از مصرف انرژی دست یافته‌اند كه با فناوری‌های موجود قابل دسترسی می‌باشد، سپس این كه آنها از آخرین خط فناوری مدارها با فناوری CMOS فركانس بالا و آمپلی‌فایرهای با نشانگرهای دقیق و نوسانگرهای با ولتاژ كنترل شده که از لحاظ عملکرد دارای رکورد جهانی هستند، گذشته‌اند. پروژه، حمایت مشتاقانه طرف‌های صنعتی را به دست آورده است.اریكسون اظهار می‌كند، پروژه به چشم‌انداز راهبردی خود برای استفاده از طیف فركانس‌های ریزموجی دست یافته است و مزیت اصلی این پروژه در این نکته بوده است كه با كاربردهای مشخص شروع شده است. پروژه حتی ممكن است برای كتاب سال تحقیقات ۲۰۰۵ اتحادیه اروپا، كه تحقیقات برتر را بازتاب می‌دهد، انتخاب شود.فناوری CMOS در اندازۀ ۹۰ نانومتری هم‌اكنون مورد استفاده است. به طور مثال كاربردهایی كه اریكسون برای سه سال آینده از این فناوری در نظر گرفته است شامل ساماندهی شبكه‌های داخلی بی‌سیم چونWiFi و نقاط اتصال به جریان در بازه فركانس ۵ تا ۶ گیگاهرتز است.شرکت Philips ، طرف دیگر پروژه، کاربرد اصلی فناوری CMOS را ایجاد راه حل‌های اقتصادی و تأثیرگذار بر قیمت، برای ارتباطات بی‌سیم كه یك بازار نوظهور مهم و با كاربردها و محصولات بالقوه فراوان است، می‌داند.Philips اعتقاد دارد، این فناوری امكان بی‌سیم شدن را برای وسائل الكترونیكی فراهم خواهد آورد و تمام محصولات تمام الكترونیكی امكان بی‌سیم شدن و در نتیجه، تعاملات دستگاه با دستگاه را خواهند داشت.این مسأله تنها تولیدات سطح بالا و تجملی را در بر نخواهد گرفت، بلكه می‌تواند تولیدات سطح پایین‌تری چون واکمن‌ها و MP۳ Player وها را در برگیرد.البته چنین تجهیزاتی شدیداً به یکپارچه‌کردن فناوری فركانس بالا و کارکردهای آنالوگ با فناوری CMOSدر زمان معین و با هدف یافتن راه‌حل‌های اقتصادی و سامانه‌روی‌تراشه وابسته است كه البتهIMPCAT مسیر طولانی از این راه را پیموده است.در زمان مناسب، IMPCAT قصد راه‌اندازی یك پروژه‌ی تكمیلی دارد كه در صورت امكان تراشه‌های CMOS را با فرآیندهای در اندازۀ ۴۵ نانومتر تولید كند.
دكتر دکوتر می‌گوید: اگر به اندازۀ CMOSدیجیتال نگاه كنید. خواهید دید كه تا حدود ۶۵ نانومتر همان رویكرد مربوط به تراشه‌های قبلی به كار گرفته می‌شود. اما در قطع ۴۵ نانومتر و پایین‌تر تقریباً مواد جدید و چینش جدیدی از آن‌ها مطرح است كه ما در حال كشف آن هستیم. ما می‌خواهیم ببینیم، برای تولید یك تراشه ۴۵ نانومتری كه كاركردهای فركانس بالا و آنالوگ را داشته باشد، چه تحولی باید در فناوری تولید و مواد جدید به وجود بیاید.مزیت‌هایی كه چنین تراشه‌ای می‌تواند ایجاد كند می‌تواند شامل اندازه كوچكتر تراشه و پتانسیل برای عملكرد بهتر و مصرف كمتر انرژی با همان كاركرد باشد كه البته این بستگی دارد که محققان تا چه حد به موفقیت دست یابند



ایران نانو