GE dezvolta comutatoare electrice minuscule, mai subtiri decat firul de par, capabile sa transmita kilowati de putere

MEMS (1)Un grup de cercetatori de la Centrul de Cercetare Globala GE dezvolta tehnologia MEMS (microsisteme electromecanice) pentru a construi comutatoare ultra-subtiri care ar putea avea un impact considerabil asupra structurii sistemelor ce vor actiona dispozitivele mobile ale viitorului.

Aceste comutatoare metalice de grosimea unui fir de par pot controla fluxul electricitatii intr-o serie de sisteme electrice – de la dispozitive de mare putere care folosesc kilowati de energie la obisnuitul bec electric.

Tehnologia va avea nenumarate aplicatii pe viitor. Comutatoarele sunt folosite peste tot, de la aparate electronice portabile la echipamente industriale si dispozitive de protectie. Diferenta dintre comutatoarele MEMS de la GE si alte tehnologii MEMS consta in combinatia unica de materiale dezvoltata de cercetatorii de la GE, combinatie care permite comutatorului sa sustina miliarde de cicluri in conditii de functionare extreme, cum ar fi temperaturi ridicate, pastrand totodata o rezistenta foarte scazuta la contact.

„Dispunem de competente interdisciplinare in stiinta materialelor, proiectarea dispozitivelor, fabricatie, ambalare, echipamente electronice si integrarea sistemelor, iar acest lucru ne-a permis sa depasim principalele dificultati ale miniaturizarii comutatoarelor,” a declarat Chris Keimel, Inginer Dezvoltare Procese in cadrul GE Global Research. „Am dezvoltat o platforma comuna de fabricatie a dispozitivelor cu ajutorul careia putem grupa sute de relee microscopice pe o singura matrice pentru reglarea puterii industriale sau, alternativ, pentru realizarea unor comutatoare RF foarte bine izolate, cu pierderi reduse pentru produse de comunicatii RF de noua generatie. Dam tonul unei revolutii transformationale in tehnologia comutatoarelor si astept cu nerabdare sa vad ce va urma.”

Reteaua LTE-Advanced, cunoscuta si sub denumirea de „True 4G”, a fost deja instalata in unele regiuni din Asia si va reprezenta in curand standardul global in comunicatiile mobile. Mai exact, permite viteze de descarcare a datelor care, teoretic, ar putea depasi 3 GB/sec – fata de 300 Mb/sec cu 4G LTE. Cu o latime de banda radio mai mare, algoritmi de transmisie mai inteligenti si mai multe antene, LTE-Advanced va asigura conexiuni mai puternice si un semnal de o calitate mai buna. Functionarea la acesti noi parametri necesita echipamente avansate, iar tehnologia comutatoarelor MEMS de la GE ofera un avantaj unic.

Asa cum au aratat demonstratiile realizate in laborator, comutatoarele RF obtinute pe baza procesului metalurgic MEMS propriu al GE pot indeplini cerintele stricte atat pentru modulele RF frontale, cat si pentru produsele de infrastructura wireless pentru retelele mobile de noua generatie LTE-Advanced. Printre avantajele cheie se numara:

-Liniaritate foarte ridicata – distorsiunile provocate de componentele RF limiteaza latimea de banda efectiva a sistemului. Comutatoarele RF cu contacte ohmice realizate prin procesul metalurgic MEMS al GE au prezentat imbunatatiri de 15 – 20 dB in IIP3, in comparatie cu tehnologia de comutatoare SOI (siliciu pe izolator).
-Atenuare de insertie – la un telefon mobil, puterea care se pierde la trecerea prin mai multe comutatoare afecteaza nivelul semnalului si durata de viata a bateriei. GE a inregistrat o pierdere de insertie <0,3 db la 3Ghz.
-Izolare – capacitatea de a separa benzile radio fara a pierde integritatea semnalului este extrem de importanta la agregarea purtatorilor de sarcina. GE a inregistrat o izolare canal la canal sub 35dB la 3GHz.
-Dimensiune miniaturala – un singur element al comutatorului masoara ~50um x 50um, prin urmare permite gruparea unor comutatoare cu deviatii multiple pe o zona restransa a matricei, cu impact direct asupra costului.

„Piata telefoanelor mobile si a tabletelor depaseste doua miliarde de unitati pe an, oferind tot mai multe dispozitive multifunctionale sau de tip smartphone”, a declarat Chris Giovanniello, Vicepresedinte pentru Dezvoltarea Afacerilor, GE Ventures Licensing. „Vom avea nevoie de tehnologii avansate de antene si radio, iar dispozitivele realizate pe baza revolutionarului proces metalurgic MEMS de la GE pot oferi acea performanta sporita la preturi comparabile cu cele ale tehnologiilor SOI, GaAs (arseniura de galiu) sau ale altor tehnologii de semiconductori. In plus, modelul modular cu celule elementare poate fi scalat pentru a sustine aplicatii de mare putere, cum ar fi infrastructura wireless.

Suntem incantati ca tehnologia MEMS a ajuns la maturitate. In ultimii zece ani, GE Global Research s-a concentrat pe dezvoltarea acestor componente si tehnologii avansate de comutatoare pe care GE le va folosi in sisteme critice pentru misiuni,” a precizat Keimel. „Reinventarea comutatorului ne permite sa oferim sistemelor noastre avantaje revolutionare ce reduc dimensiunea, greutatea, consumul energetic si costul acestora, imbunatatind totodata performanta generala.”

GE colaboreaza activ cu parteneri de dezvoltare in vederea certificarii procesului propriu si promovarii altor optiuni de fabricatie la costuri scazute care vor permite adoptarea tehnologiei in numeroase aplicatii de larg consum si industriale.

Despre GE Global Research

GE Global Research este centrul de dezvoltare tehnologica pentru toate diviziile GE. Oamenii de stiinta si inginerii companiei redefinesc posibilul, sustin cresterea diviziilor si gasesc raspunsuri la unele dintre cele mai stringente probleme ale lumii.

Inovam 24 de ore pe zi in centrele din Niskayuna, New York; San Ramon, California; Bangalore, India; Shanghai, China; Munchen, Germania si Rio de Janeiro, Brazilia.

Vizitati GE Global Research pe web la www.geglobalresearch.com. Contactati tehnologii nostri la http://edisonsdesk.com si http://twitter.com/geresearch.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *