美國阿肯色大學(xué)研究人員已經(jīng)設(shè)計出可在溫度高于350°C(大約660°F)時工作的集成電路。

該研究由美國國家科學(xué)基金（NSF）提供資助，研究成果可以提高用于電力電子設(shè)備、汽車和航空航天設(shè)備領(lǐng)域的處理器、驅(qū)動器、控制器和其他模擬與數(shù)字電路的功能，因為所有這些應(yīng)用場合的電子設(shè)備都必須在高溫甚至經(jīng)常在極限溫度下運行。

阿肯色大學(xué)電子工程學(xué)院特聘教授AlanMantooth說，“堅固性允許這些電路被放置在標(biāo)準(zhǔn)硅基電路部件無法工作的地方。我們設(shè)計了性能優(yōu)越的信號處理電路模塊、控制器和驅(qū)動器電路。”

美國生產(chǎn)的1/3電力到達(dá)最終用戶之前，都須通過某種功率電子轉(zhuǎn)換器傳輸或電機驅(qū)動。阿肯色大學(xué)團(tuán)隊開發(fā)的電路可以在惡劣環(huán)境條件下緊密集成控制這些應(yīng)用要求并提高用電效率，同時降低這些系統(tǒng)的總尺寸和復(fù)雜性。研究人員采用的碳化硅（SiC）可以承受很高電壓，是一種良好的熱導(dǎo)體，所以可以在高溫下工作，而不需要冷卻設(shè)備來散熱。

由Mantooth教授和計算機工程系教授JiaDi領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊通過將SiC與寬溫度設(shè)計技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)了高性能。在電力電子技術(shù)和集成電路中，該研究被認(rèn)為代表了許多基本模擬、數(shù)字和混合信號模塊的第一次實現(xiàn)，如使用互補式SiC技術(shù)的鎖相環(huán)（PLL）。鎖相環(huán)是產(chǎn)生一個輸出信號其相位與輸入信號相位相關(guān)的控制系統(tǒng)。這種功能在電路應(yīng)用如信號同步、頻率合成以及調(diào)制解調(diào)中是至關(guān)重要的。

此研究是美國國家科學(xué)基金會“建立創(chuàng)新能力項目”的一部分，其目的是使大學(xué)與產(chǎn)業(yè)研究成為合作伙伴建立知識合作創(chuàng)新流程——從觀念到實際研究結(jié)果、原型和產(chǎn)品。這一創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)是阿肯色大學(xué)和兩個費耶特維爾技術(shù)公司——歐扎克集成電路公司（為極端環(huán)境條件下的遠(yuǎn)程傳感和驅(qū)動開發(fā)集成電路）和阿肯色電力電子國際有限公司（APEI）（專門開發(fā)高性能電子設(shè)備，應(yīng)用包括國防、航空航天和混合/電動汽車）。雷聲公司也是一個重要的合作伙伴。歐扎克集成電路公司正在使電路技術(shù)商業(yè)化。APEI公司重點在電力應(yīng)用中使用SiC電路。

研究經(jīng)費授予給阿肯色電路設(shè)計中心（包括兩個實驗室，一個由Mantooth負(fù)責(zé)，另一個由JiaDi負(fù)責(zé)）。它支持阿肯色大學(xué)國家可靠電力傳輸中心的任務(wù)，該中心作為聯(lián)邦政府智能電網(wǎng)和可再生能源技術(shù)研發(fā)重點的一部分而得到資助。該中心是研究電力系統(tǒng)的幾個大學(xué)研究中心之一，旨在促進(jìn)美國電網(wǎng)更可靠和更有效。由于阿肯色大學(xué)先進(jìn)的電力電子技術(shù)研究優(yōu)勢和碳化硅的長期研究，美國能源部自2005年開始資助該中心。Mantooth是中心執(zhí)行主任。