一种大幅镌汰芯片功耗的模式

（原标题：一种大幅镌汰芯片功耗的模式）

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算作其翌日半导体（FuSe2）谋划的一部分，好意思国国度科学基金会最近为亚利桑那大学工程师开发半导体动力不毛处分决策的两个技俩拨款 380 万好意思元。

阐述好意思国动力部的数据，从数据中心、规划机和智高东说念主机到太阳能电板、电动汽车和医疗拓荒等半导体时候所亏空的动力自 2010 年以来每三年翻一番 。到 2030 年，这些居品可能会亏空民众近 20% 的动力。

FuSe2 资助的权谋和栽培旨在处分好意思国半导体行业濒临的要害挑战。这两个跨学科、多所大学参与的技俩哄骗了阿尔伯塔大学工程学院在无线通讯和规划机内存系统方面的专科学问。每个团队将在三年内取得 190 万好意思元的资助。

亚利桑那大学权谋与创新高档副总裁 Tomás Díaz de la Rubia 暗示：“半导体时候是当代经济的基础，关于处分现在期间从动力后果到先进规划再到国度安全等要紧挑战至关要紧。亚利桑那大学的创举性责任体现了鼓励时候卓越和确保翌日可合手续处分决策所必需的创新。”

电气和规划机工程系主任教养 Marwan Krunz正在开发一种微芯片或半导体麇集，展望该芯片或半导体麇集将使动力后果进步 10 到 100 倍，并改善下一代无线通讯。Kenneth Von Behren 特聘教养诱惑着阿尔伯塔大学WISPER 中心，该中心于 10 月成立，旨在改善 NextG 的功能和安全性。Krunz 的团队参与了亚利桑那州立大学诱惑的 FuSe2 技俩，因此取得了 575,000 好意思元的奖金。

物理学和电气与规划机工程学教养王伟公正在诱惑开发新式材料和拓荒，以大幅减少动力浪费，使规划机内存系统速率进步 100 倍，并进一步竣事电子拓荒的袖珍化。阿尔伯塔大学将取得该技俩总奖金中的 110 万好意思元。

行业定约半导体权谋公司暗示，动力需求猛增以及对环境可合手续性的担忧要挟着市集鼓励规划时候卓越的才调。

阐述 SRC 的半导体十年谋划，规划鸿沟很快将需要进行鼎新性变革，并指出全国动力产量每年仅增长 2% 摆布。

阿尔伯塔大学半导体政策副总裁兼电气与规划机工程教养利斯尔·福尔克斯 (Liesl Folks)暗示：“这些团队正在攻克先进时候的中枢时候不毛，这些时候将在降狡滑耗的同期改善通讯和规划才调。”

旋转速率更快、后果更高的半导体

电气与规划机工程副教养、联结首席权谋员Tosiron Adegbija暗示，王教养的团队“正在将表面权谋与实验制造相结合，开发新材料，旨在透澈窜改扫数规划鸿沟的动力亏空——从耗电的东说念主工智能系统到泛泛拓荒” 。

一块芯片不错容纳数十亿个 硅基晶体管，这是现在规划机内存的基础。晶体管不休在 1 和 0 这两个二进制景色之间切换—— 这是规划机言语，暗示电运动或断。数十亿个二进制数字或位用于存储、处理和传输数据，举例文本、数字、图像和视频。任务或规划越复杂，晶体管亏空的能量就越大。

权谋东说念主员正在权谋磁刚直结，这种结翌日可能取代晶体管来存储信息。磁刚直结不是哄骗电荷，而是哄骗电子的量子力学特点（称为自旋）来存储和主宰信息。东说念主们还是对这些拓荒进行了约莫 25 年的权谋。但它们的铁磁电极的举止（肖似于指南针中的电极，但处于纳米级）限制了该时候的使用。

王和他的团队正在权谋具有反铁磁体的新式拓荒。与铁磁体的永别在于其里面自旋的陈列。一朝反铁磁拓荒写入 0 或 1，即使断电，信息仍会保留，从而显耀省俭动力。

“这就像雪柜门上的磁铁，不错保合手 10 年不变，因为自旋是由量子力学力结合在一说念的，”王先生说，他于 2012 年建设了阿尔伯塔大学自旋实验室，亦然该大学 半导体制造中心的权谋员。

此外，由于每个反铁磁刚直结不会与其他肖似的刚直结相互作用，因此不错在更小的拓荒中将更多的刚直结邃密地封装在一说念。

阿尔伯塔大学各年齿的学生王人将参与 FuSe2 的两个技俩。王先生还与桑尼赛德高中互助，将图森的西宾和学生带入 Spin Lab。

福尔克斯暗示，为半导体行业培养及格的工东说念主至关要紧。

她说：“让西宾和学生参与新时候的开发疏淡要紧，这么他们就会对翌日充满雀跃。”

https://news.arizona.edu/news/u-engineers-tackle-energy-usage-semiconductor-technology

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