Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovatives Chip-Design steigert Energieeffizienz um Faktor zehn

07.02.2008
Stromversorgung von Implantaten allein durch Körperwärme denkbar

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 Media Playern 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.

"Das wäre für Geräte wie implantierbare Defibrillatoren, die einen großen Energieaufwand für äußere Stimulation haben, wohl nicht sehr effizient", meint Hermann Lanmüller vom Zentrum für biomedizinische Technik und Physik der Medizinischen Universität Wien auf Anfrage von pressetext. Für kompakte Systeme speziell im Sensorik-Bereich wäre es aber vorstellbar, dass insbesondere Bewegungsenergie als Stromversorgung ausreichen könnte. Selbst falls das nicht gelänge, hätten besonders energieeffiziente Chips Vorteile. "Es ist schon ein Gewinn, die Betriebsdauer von batteriebetriebenen Implantaten zu verlängern", betont Lanmüller.

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. Weiters 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.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.isscc.org/isscc
http://web.mit.edu
http://www.meduniwien.ac.at/zbmtp

Weitere Berichte zu: Energieeffizienz Energieverbrauch Stromversorgung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Chillventa 2018: Fraunhofer ISE rückt Wärmepumpen in den Fokus
12.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht Mikro-Energiesammler für das Internet der Dinge
11.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Im Focus: Chemiker der Universitäten Rostock und Yale zeigen erstmals Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen

Die Forschungskooperation zwischen der Universität Yale und der Universität Rostock hat neue wissenschaftliche Ergebnisse hervorgebracht. In der renommierten Zeitschrift „Angewandte Chemie“ berichten die Wissenschaftler über eine Dreierkette aus Ionen gleicher Ladung, die durch sogenannte Wasserstoffbrücken zusammengehalten werden. Damit zeigen die Forscher zum ersten Mal eine Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen, die sich im Grunde abstoßen.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen den Professoren Mark Johnson, einem weltbekannten Cluster-Forscher, und Ralf Ludwig aus der Physikalischen Chemie der...

Im Focus: Storage & Transport of highly volatile Gases made safer & cheaper by the use of “Kinetic Trapping"

Augsburg chemists present a new technology for compressing, storing and transporting highly volatile gases in porous frameworks/New prospects for gas-powered vehicles

Storage of highly volatile gases has always been a major technological challenge, not least for use in the automotive sector, for, for example, methane or...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2018

16.10.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz in der Medizin

16.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Sinneswahrnehmung ist keine Einbahnstraße

17.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Space Farming dank Pflanzenhormon Strigolacton

17.10.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Oberflächen mit flexiblen und handlichen Plasmaquellen aktivieren

17.10.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics