Un gruppo di scienziati del Fraunhofer Institute ha messo a punto un microprocessore che può sostenere temperature fino a 300 gradi Celsius. I semiconduttori tradizionali (CMOS) possono tollerare temperature fino a 250 gradi, ma le loro prestazioni e l'affidabilità si degradano in maniera repentina.
Questo è un problema, perché ci sono settori in cui è necessario sopportare temperature elevate. Uno di questi è la ricerca di fonti geotermiche, utili per riscaldare gli edifici a impatto zero. Il nocciolo della Terra raggiunge 7000°C, ma le temperature tra i quattro e i sei chilometri si aggirano comunque tra i 150°C e gli oltre 200°C. Ed è proprio in quell'ambiente che i macchinari usati per le trivellazioni devono lavorare.
Possedere dell'elettronica, e in questo caso dei microprocessori, capace di sostenere alte temperature è quindi cruciale. Per arrivare al loro scopo, gli scienziati hanno usato un nuovo tipo di processo ad alta temperatura che non solo ha consentito loro di centrare l'obiettivo, ma anche di realizzare un chip più compatto di quelli attuali.
I processori specializzati in grado di sostenere alte temperature esistono già, ma sono realizzati con un processo a 1 micrometro, nemmeno lontanamente paragonabile ai 22 nanometri usati da Intel per le attuali CPU (che sopportano temperature nell'intorno dei 100°C). La soluzione realizzata dagli scienziati è stata ottenuta con un processo a 350 nanometri.
Per realizzare il chip è stato usato un processo specializzato SOI CMOS per alte temperature. SOI sta per silicon on insulator e questo significa che c'è uno strato isolante tra i singoli transistor. Questo strato impedisce la dispersione di corrente, che può inficiare il funzionamento del processore. Le correnti di dispersione sono correnti elettriche che si muovono su percorsi diversi da quelli previsti, e sono causate o accresciute dalle alte temperature.
Oltre al processo SOI specializzato, gli studiosi hanno applicato la metallizzazione al tungsteno, piuttosto a quella in alluminio usata più di frequente, in modo da ridurre la sensibilità alla temperatura e incrementare l'aspettativa di vita del chip. "La produzione di energia geotermica e l'estrazione di gas naturali o petrolio non sono le uniche aree di applicazione", sottolinea il Fraunhofer Institute.
"Questo microprocessore potrebbe essere utile anche all'aviazione, ad esempio per inserire sensori il più vicino possibile ai motori (turbine) in modo da conoscerne lo stato operativo. Ciò potrebbe consentire ai motori di operare con maggiore affidabilità ed efficienza, garantendo un risparmio di carburante", aggiungono gli scienziati. I primi test del chip sono stati positivi. L'intenzione è quella di rendere disponibile il processo di fabbricazione ad aziende interessate nel corso dell'anno.