據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KAIST）和美國(guó)宇航局（NASA）的研究人員們，已經(jīng)開發(fā)出了一款可用于“納米航天器”的自愈式晶體管，以防其被輻射所損傷。憑借當(dāng)前的技術(shù)，傳統(tǒng)航天器抵達(dá)距離我們最近的恒星（半人馬座阿爾法星），需要超過18000年的時(shí)間。不過計(jì)算表明，能夠以1/5光速飛行的、基于一顆硅芯片的納米航天器，可以將這趟行程縮短至20年。& u/ @2 s1 A' A7 o& h
問題在于，類似的“飛船芯片”無(wú)法經(jīng)受住深空的強(qiáng)輻射和溫度波動(dòng)。不過KAIST和NASA的一支研究團(tuán)隊(duì)，正在開發(fā)一種可以幫助芯片自愈的方法。* ~6 A- X8 A2 Q
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當(dāng)前有三種方法可以幫助芯片在星際旅行中存活，最明顯的就是給芯片添加一個(gè)“金屬屏蔽罩”，但這種笨重的工藝對(duì)小型輕量級(jí)航天器來(lái)說(shuō)，并不是很適合。
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另一種辦法是，天文學(xué)家可以為航天器選擇一條輻射曝光最小的路徑，但這本身就對(duì)星際旅行造成了一定的限制，不僅拖長(zhǎng)了任務(wù)的時(shí)間、還可能遇到意想不到的危害。. q, ]9 s# S5 p5 R, O
第三種方法，就是本文要介紹的這項(xiàng)研究，其全名為‘輻射感知電路設(shè)計(jì)’（radiation-aware circuit design）。
與通過標(biāo)準(zhǔn)的鰭式場(chǎng)效晶體管（FinFET）不同，該團(tuán)隊(duì)用到了KAIST此前開發(fā)的“環(huán)繞閘極納米線晶體管”（GAA FET）。
- P! F. V8 p. D9 V, e: s在這些電路中，圍繞納米線的閘極，可以‘許可’（或防止）電子的流通。雙‘接觸墊’允許電流流經(jīng)閘極和周圍通道，將之在不到10納秒的時(shí)間內(nèi)加熱至900℃（1652℉）。- o7 ]9 |3 B: M
值得一提的是，這種熱量已被證明能夠修復(fù)因輻射、壓力、衰老帶來(lái)的性能衰減。這套借助熱量來(lái)‘自愈’的方法，已經(jīng)在三種不同的硅芯片航天器的關(guān)鍵組件上進(jìn)行了測(cè)試。
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這三大關(guān)鍵組件為：微處理器、DRAM內(nèi)存、以及閃存驅(qū)動(dòng)器。3 G: Q1 V) I1 W! x8 M, V1 }
在上述三大元件中，該系統(tǒng)都能延長(zhǎng)其使用壽命（反復(fù)修復(fù)輻射造成的任意缺陷）。據(jù)悉，閃存可以被修復(fù)上萬(wàn)次，DRAM則可達(dá)到1012次。
$ q6 U' T0 ~. j$ [結(jié)合GAA FET對(duì)宇宙射線的耐受性、以及更小的電路等優(yōu)勢(shì)，研究人員們得出了如下結(jié)論 —— 該技術(shù)為可遠(yuǎn)距離深空旅行的可持續(xù)納米航天器開辟了可能。/ B+ K- V/ A I$ z3 R. G
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該團(tuán)隊(duì)已在上周于舊金山召開的電機(jī)電子元件會(huì)議（IEDM）上展示了他們的研究成果。 O; \+ l* G2 e: p& s
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發(fā)表于 2016-12-16 12:33:50
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