Ein neues Chip-Design für portable Elektronik ermöglicht eine bis zu zehnmal höhere Energieeffizienz als derzeit gängige Technologien. Als Proof-of-Concept wurde die Entwicklung auf der International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) vorgestellt. Erarbeitet haben das Design Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Zusammenarbeit mit Texas Instruments. Im Bereich implantierbarer medizinischer Geräte soll eine Stromversorgung allein durch körpereigene Energiequellen erreicht werden.
Durch die drastisch erhöhte Energieeffizienz des Chips sinkt der Energieverbrauch im Vergleich zu aktuellen Systemen ebenso deutlich. Das wird der Technologie viele Anwendungsmöglichkeiten eröffnen, sind die Forscher überzeugt.
Bei portabler Elektronik wie Mobiltelefonen oder Mediaplayern etwa würde sich die Batterielaufzeit entsprechend verlängern. Implantierbare medizinische Geräte könnten bei entsprechend geringem Strombedarf allein durch Körperwärme und Bewegung ausreichend mit Energie versorgt werden.
Der Schlüssel zum geringen Energieverbrauch ist das Herabsetzen der genutzten Spannung auf 0,3 Volt gegenüber derzeit üblichen Werten von etwa einem Volt. Dieser Übergang ist nicht ganz einfach. "Speicher- und Logikschaltkreise müssen ein Redesign erfahren, um mit sehr niedriger Betriebsspannung zu arbeiten", beschreibt MIT-Professor Anantha Chandrakasan.
Die Forscher haben den Betriebsanforderungen entsprechende Schaltkreise mit einem Gleichstromsteller zu einem System-on-a-Chip integriert. Eine wesentliche Herausforderung dabei war laut MIT-Forschern, im Silizium-Chip Unregelmäßigkeiten zu minimieren. Diese würden bei niedrigerer Spannung größere Probleme bedeuten.
Noch ist die Entwicklung im Proof-of-Concept-Stadium. Kommerzielle Anwendungen könnten aber in fünf Jahren oder sogar noch früher verfügbar werden, glaubt Chandrakasan. Des weiteren könnten sich militärische Anwendungen in Form von unabhängigen Sensor-Systemen ergeben. Angesichts einer Finanzierungsbeteiligung des U.S. Defense Advanced Research Projects Agency erscheinen solche Entwicklungsziele wahrscheinlich. (pte/go)