據物理學家組織（zhī）網近日報道，美國加州理工學院的（de）工程師團隊首次開發出一種可自愈的集（jí）成（chéng）芯片，可在微秒之間（jiān），對智能手機和電腦中從電池到（dào）總晶體管等（děng）故障自行修複（fù）。相關研究成果刊登在最新一期《IEEE微波理論與技術》期刊上。

      加州理工學院工程和應用科學部高（gāo）速集成電路實（shí）驗室的研究團（tuán）隊，在小功率放大器（qì）裏證明了這種集成芯片的自愈能力。該（gāi）放大器非常小，如一便士大小可容納76個芯片，卻包括自我修複所需要的（de）一切。最引（yǐn）人注目（mù）的是，他們在實（shí）驗室通過（guò）高功率的激（jī）光對其震擊（jī）多次，摧毀了芯片的各個部分，然（rán）後（hòu），在約不到一秒鍾的時（shí）間內，觀察到該集成芯片自動（dòng）形成一個應急措（cuò）施。

      研究人員說：“我們簡直是炸開了一半的（de）放大（dà）器，汽化（huà）了許多成分，如晶體管（guǎn），而它卻能夠恢複到接（jiē）近理想的性（xìng）能。這次係統啟動且自我修複真是（shì）令人難以置信。”

      迄今為止，即使是某個單一的故障往往會使得集成電（diàn）路芯片完（wán）全報廢（fèi）。被賦予的集成電路芯片的自愈能力，類似於我們人類自身的免疫係統，能夠檢測和快速響（xiǎng）應任何可能受到的攻擊，以保持係統的最（zuì）佳（jiā）工作狀態。他們設計的功率放大器采用大量（liàng）強健的芯片（piàn）傳感器，用來監視溫度、電流、電壓和功率。這些傳（chuán）感（gǎn）器把檢測到的信息送入在同一芯片上的一個（gè）專用（yòng）集成電路（ASIC）單元（yuán），即係統“大腦”的中央處理器。“大腦”分析放大器的整體性能（néng），並確定是否需要調整係統芯片變化部分的執行器。

      有（yǒu）趣的是，該芯片的“大腦”不會基（jī）於對每一個可能的情況響應（yīng）出的算法進行操作，而（ér）是對基於傳感器的總體響應做出結論。研究人員說：“你明確芯片想要的結（jié）果，讓（ràng）它計（jì）算出如何產生這些結（jié）果。所麵臨的挑戰是，每個芯片上有10萬多個晶體管，我（wǒ）們不了解所有發生錯誤的各種不（bú）同情況，而我（wǒ）們也（yě）不需要知道這些。在無需外（wài）部幹預的（de）狀態下（xià），以通用（yòng）的方式設計（jì）的（de）係統足夠發現所有驅（qū）動器的最優狀態（tài）。”

      該研究小組觀察了20個不同的芯片，具有修複能力的功率放大器與那（nà）些沒安裝該芯片的相比，其整體表現更具可預（yù）測性和可重複性。研究人員說：“我們已經證明，其自（zì）我修複可解決四種不同類型的問題：包括（kuò）產品（pǐn）整個組件改（gǎi）變的靜態（tài）變（biàn）化；逐漸重複使用引起係統內部屬性變化的長期老化過程中的問題；由於環境條件（jiàn）下如負載、溫度和電源電（diàn）壓的差異誘導的短期變化以及偶然（rán）或災難性的部（bù）分電路破壞（huài）。”

      這個具（jù）有自愈能（néng）力的高頻率集成芯片，代表了該（gāi）領域研究的最前沿，可用於下一代移動通信、傳感器、成像和雷達應用程序，甚至有望擴展到幾乎任何其他（tā）的電子係統之中（zhōng）。

      研究人員說：“把這種類型的電子免疫係統植（zhí）入集成電路（lù）芯片將開辟無限可能性。在沒有任何人為幹預的情況下，它們現在可以同時診斷和解決自身的問題，向不可破壞（huài）的電路更近了一步。”