加州理工大學的工程師使用激光對芯片進行打擊。芯片可以在晶體管遭受完全破壞後恢複過來。下麵這個圖片由掃描電子顯微鏡拍攝。

芯片毀壞實驗

 

加州理工大學(Caltech)開發了一種可以自我修複的芯片。研發團隊成員為高速集成電路實驗室的工程師
，他們用微型功率放大器(power amplifier)展(zhan)示(shi)自(zi)愈(yu)技(ji)術(shu)。這(zhe)個(ge)放(fang)大(da)器(qi)特(te)別(bie)的(de)小(xiao)。實(shi)際(ji)上(shang)，芯(xin)片(pian)內(nei)所(suo)有(you)必(bi)要(yao)的(de)部(bu)件(jian)加(jia)起(qi)來(lai)，都(dou)隻(zhi)有(you)一(yi)枚(mei)硬(ying)幣(bi)那(na)麼(me)大(da)。實(shi)驗(yan)室(shi)裏(li)最(zui)驚(jing)心(xin)動(dong)魄(po)的(de)工(gong)作(zuo)是(shi)摧(cui)毀(hui)
，工(gong)程(cheng)師(shi)用(yong)激(ji)光(guang)轟(hong)擊(ji)芯(xin)片(pian)多(duo)次(ci)，摧(cui)毀(hui)不(bu)同(tong)的(de)部(bu)分(fen)，然(ran)後(hou)觀(guan)察(cha)到(dao)芯(xin)片(pian)到(dao)芯(xin)片(pian)能(neng)在(zai)一(yi)秒(miao)鍾(zhong)內(nei)自(zi)動(dong)恢(hui)複(fu)工(gong)作(zuo)。

 

大學的教授Ali Hajimiri說：“當首次觀察到它受到打擊、然後自行恢複的時候，我們都覺得簡直不可思議！我似乎看到了集成電路的進化方向。我們損毀了放大器的一半，並弄壞了很多部件，比如晶體管，可是它居然能夠自行恢複有效運行。”

 

時shi至zhi當dang下xia，很hen多duo集ji成cheng電dian路lu都dou因yin為wei個ge別bie的de錯cuo誤wu而er癱tan瘓huan。加jia州zhou理li大da學xue的de工gong程cheng師shi希xi望wang
，讓rang電dian路lu像xiang人ren類lei免mian疫yi係xi統tong一yi樣yang，具ju備bei自zi我wo修xiu複fu的de能neng力li。快kuai速su對dui受shou到dao的de攻gong擊ji進jin行xing反fan應ying，保bao持chi整zheng體ti功gong能neng不bu受shou影ying響xiang。他ta們men設she計ji的de功gong率lv放fang大da器qi含han有you眾zhong多duo傳chuan感gan器qi
，分fen別bie監jian視shi溫wen度du
、電壓、功率和電流。這些信息將傳入定製的特別應用集成電路中(ASIC)。ASIC相當於芯片的大腦，它評估放大器的整體性能，並決定是否需要對係統執行器調整。

 

芯片的大腦並不基於邏輯運行，傳感器的整體回饋才是決策的依據。實驗室的Steven Bowers解釋到：“你告訴芯片你想要的結果，然後讓它去決定如何產生這結果。芯片中那些數量超過100
，000dejingtiguan，caishizuijishoudebufen。womenbuzhidaonalihuichucuo
，buguowomenyemeibiyaoshiwujuxidequgaoqingchu。womenshejidexitong
，younenglirangsuoyoudezhixingqidadaozuijiazhuangtai
，wuxuwaijieganyu。”

 

Kaushik指(zhi)出(chu)，自(zi)我(wo)修(xiu)複(fu)主(zhu)要(yao)為(wei)了(le)應(ying)對(dui)四(si)個(ge)問(wen)題(ti)。第(di)一(yi)
，生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)變(bian)量(liang)，第(di)二(er)，長(chang)期(qi)的(de)老(lao)化(hua)問(wen)題(ti)
，第(di)三(san)，短(duan)期(qi)劇(ju)烈(lie)環(huan)境(jing)變(bian)化(hua)，最(zui)後(hou)，偶(ou)然(ran)事(shi)故(gu)的(de)發(fa)生(sheng)。

 

信息在微芯片中傳遞的通道有數千條，但是由於每一條都是專用的，所以單一通道故障會使整個係統失效。每一個芯片都含有超過10萬(wan)個(ge)晶(jing)體(ti)管(guan)
，它(ta)們(men)並(bing)非(fei)同(tong)時(shi)工(gong)作(zuo)。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)使(shi)用(yong)激(ji)光(guang)束(shu)破(po)壞(huai)了(le)大(da)量(liang)的(de)晶(jing)體(ti)管(guan)
，然(ran)後(hou)讓(rang)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)重(zhong)新(xin)校(xiao)準(zhun)

，隻(zhi)要(yao)損(sun)壞(huai)部(bu)分(fen)沒(mei)有(you)獲(huo)得(de)任(ren)何(he)的(de)數(shu)據(ju)緩(huan)存(cun)
，芯(xin)片(pian)就(jiu)能(neng)夠(gou)找(zhao)到(dao)替(ti)換(huan)路(lu)線(xian)並(bing)且(qie)繼(ji)續(xu)工(gong)作(zuo)。在(zai)每(mei)個(ge)芯(xin)片(pian)上(shang)特(te)定(ding)用(yong)途(tu)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(ASIC)chuliqidebangzhuxia，zhezhongxitongnenggoulejienatiaoluxianshousunbingqiejinxingxiangyingdetiaozheng。ruguochuantongdeweixinpiankeyiyudianluxiangtibinglundehua，namezhexiangxinjishugengleisiyurenleidanao。ruguoyitiaoluxianbiandebukeyong，danaojiuhuifaxianxindefangshilaijixuchuandixinxi。dangranyeyoukenenggeixitongdailaitawufahuifudezainanxingsunhai，danshiyongyouchaoguo10萬種傳輸方式，這些微芯片能夠變得非常耐用。

 

其qi實shi我wo們men可ke以yi看kan到dao這zhe種zhong自zi我wo修xiu複fu的de芯xin片pian在zai機ji器qi進jin化hua的de過guo程cheng中zhong是shi一yi種zhong非fei常chang吸xi引yin人ren的de進jin步bu
，但dan是shi它ta們men確que實shi缺que少shao真zhen正zheng生sheng物wu所suo具ju備bei的de一yi種zhong重zhong要yao特te征zheng：隨sui著zhe時shi間jian再zai生sheng的de能neng力li。雖sui然ran加jia州zhou理li工gong學xue院yuan的de這zhe種zhong微wei芯xin片pian能neng夠gou承cheng受shou重zhong大da損sun傷shang並bing且qie找zhao到dao解jie決jue的de方fang法fa
，但dan是shi激ji光guang灼zhuo燒shao的de截jie麵mian在zai數shu年nian以yi後hou仍reng然ran是shi被bei灼zhuo燒shao後hou的de狀zhuang態tai。事shi實shi上shang微wei芯xin片pian尚shang不bu能neng完wan全quan完wan全quan類lei似si於yu活huo體ti生sheng物wu，但dan是shi這zhe種zhong事shi實shi不bu會hui減jian少shao這zhe項xiang發fa明ming的de新xin穎ying性xing或huo者zhe它ta的de潛qian在zai用yong途tu。