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世界上最快速的弹性可穿戴集成电路

2016-05-29 John IntelligentThings

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(图片来源于:Yei Hwan Jung and Juhwan Lee/麦迪逊大学) 


引言


消费电子市场,充斥着各种各样的智能穿戴设备,可以进行生命体征,健康或者日光曝晒的监测,也可以给其他电子设备充电,或者净化空气。而所有这些搜集的数据,都需要无线连接传输。目前,麦迪逊大学的一组工程师,设计世界上最快速的弹性可穿戴集成电路,它可以推动物联网和更加高速的无线连接网络。


技术简介


(图片来源于:shutterstock)


波长在毫米和米之间的微波,是一种使用频率在3GHz至300GHz的无线电磁波。这个频率恰好在5G范围内。


在移动通信领域,5G网络的微波无线频率,可以满足日益增长的手机用户,数据速度,和覆盖范围的要求。


在一个重症监护室中,表皮的电子系统(黏贴在皮肤上,如同临时纹身一样)可以远程无线的提供健康护理功能,减少传统线缆的使用,从而提高患者的舒适性。


这个新的弹性集成电路,如此强大,是由于他们的单一结构,受到了电路双绞线的启发。他们包括,基础的两个超微小的能量传输线,以重复的S曲线形式缠绕。


这种蛇形,由两层分段的金属块组成,像一个3D拼图。传输线具有弹性,并且不影响性能。它也帮助线缆可以屏蔽外界干扰,同时限制电磁波流过,几乎完全消除目前的电流损耗。目前,研究人员研发的这种弹性集成电路,可以在达40GHz的无线频率下工作,宽度可达640微米,只有25微米厚。这个足够细,相对于其他应用来说,它可以在表皮系统中高度有效。


研究的意义和应用领域


这项研究由威斯康星麦迪逊大学的工程专业Lynn H. Matthias教授,电子和计算机专业维拉斯杰出成就教授,Zhenqiang "Jack" Ma带领开发。研究人员将这些强大高效的集成电路的技术细节,发表在2016年5月27日的,先进功能材料杂志上。


Ma的研究小组,过去十年来一直致力于晶体管有源设备的开发。这个最新的进展,结合了研究人员在高频和柔性电子方面的专业性。Ma称,“我们已经找到一种将高频有源设备,集成进无线电路的途径。这个平台,打开了许多新功能大门”。


该平台在可穿戴电子设备方面,提高了制造商的应用和技术能力,包括生物医电应用,特别是他们致力于,利用新一代5G相关的无线带宽技术,进行设备开发。


IntelligentThings评述


柔性集成电路和高速通信,作为电子和通信领域的前沿技术,未来将被广泛推进。这种集成电路,集成了这两种技术,势必在未来有着很高的应用价值。


IntelligentThings之前对于柔性集成电路技术和高速通信技术,都有过关注,有兴趣的朋友,可以阅读一下相关文章,我们还将持续关注。


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