Chất bán dẫn siêu nhỏ có thể cung cấp năng lượng cho chip AI và 6G thế hệ mới

Một con chip bán dẫn siêu nhỏ, có diện tích chỉ 0,032 mm², có thể cung cấp năng lượng cho AI và 6H thế hệ mới.

Con chip có diện tích chỉ khoảng0,032 mm². Ảnh minh hoạ: techxplore.com

Nhóm nghiên cứu từ Đại học UNIST (Hàn Quốc) đã công bố bộ điều chỉnh điện áp lai siêu nhỏ kiểu “low-dropout regulator” (LDO) mới, hứa hẹn sẽ nâng cấp đáng kể khả năng quản lý năng lượng trong các thiết bị bán dẫn tiên tiến.

Con chip mới này không chỉ ổn định điện áp hiệu quả hơn mà còn lọc nhiễu tốt hơn, đồng thời chiếm ít diện tích hơn, mở ra tiềm năng mới cho các hệ thống SoC (System-on-Chip) hiệu suất cao dùng trong AI, truyền thông 6G và các công nghệ tương lai khác.

LDO này kết hợp ưu điểm của mạch analog và mạch số, giúp duy trì nguồn điện ổn định ngay cả khi dòng điện thay đổi đột ngột, đồng thời chặn hiệu quả nhiễu không mong muốn từ nguồn cấp điện.

Trong các thử nghiệm, thiết bị chỉ ghi nhận độ gợn điện áp ở mức 54 mV khi dòng điện dao động nhanh 99 mA, và có thể khôi phục điện áp về mức chuẩn chỉ trong 667 nano giây. Ngoài ra, nó đạt được tỷ lệ khử nhiễu nguồn (PSRR) là -53,7 dB ở tần số 10 kHz với tải 100 mA, nghĩa là gần như loại bỏ toàn bộ nhiễu ở tần số đó.

Một ưu điểm lớn khác là kích thước cực nhỏ- chỉ 0,032 mm² nhờ việc loại bỏ hoàn toàn tụ điện ngoài cồng kềnh. Kích thước siêu nhỏ này giúp LDO lý tưởng cho các SoC tích hợp cao, nơi nhiều chức năng phải được gói gọn trong một không gian hạn chế.

Nhà nghiên cứu chính Changmin An giải thích: “Các LDO lai truyền thống thường cần các tụ điện lớn để làm mượt quá trình chuyển đổi giữa mạch số và mạch tương tự, gây ra nút thắt kỹ thuật. Thiết kế mới của chúng tôi giải quyết được vấn đề này bằng kỹ thuật chuyển đổi liền mạch giữa số và tương tự, giúp thiết bị nhỏ hơn và hiệu quả hơn.”

Nguồn: techxplore.com

Tin đăng KH&PT số 1368 (số 44/2025)

Khoahocphattrien