La mayoría de los microcontroladores de potencia ultra baja necesitan alrededor de 1 V para funcionar. ¿Hay microcontroladores que necesiten un voltaje mucho más bajo, digamos < 0.5 V? ¿Es teóricamente posible?
La mayoría de los microcontroladores de potencia ultra baja necesitan alrededor de 1 V para funcionar. ¿Hay microcontroladores que necesiten un voltaje mucho más bajo, digamos < 0.5 V? ¿Es teóricamente posible?
Están proyectando voltajes en el < 0.5 ~ 0.6V para el nodo 4-5nm. El costo será muy alto y pocas empresas podrán costearlo, por lo que es poco probable que se aplique a los microcontroladores de uso general, más probablemente para los SOC potentes utilizados en teléfonos móviles y tabletas. Los microcontroladores de propósito general tienden a ser generaciones atrás del estado de la técnica, y en algunos casos emplean equipos de producción descartados que ya no pueden producir memoria de última generación o chips de procesador.
Samsung y TSMC, y probablemente otros, tienen planes de trabajo. Los transistores serán nanowire (puerta alrededor) o finFET (la última corriente utilizada en los procesadores), no transistores convencionales.
hay 65,000 microcontroladores en Digikey, el más bajo es .9V
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Todos ellos usan silicona.
En el futuro, otros transistores además del silicio pueden ir a 0.1 voltios
El transistor de túnel plano funciona a 0.1V
pero el bajo voltaje es como mover un tren a través de un cable, se calienta, mientras que el alto voltaje es como mover una bala, es un pequeño amperaje pero un voltaje masivo.
En teoría, es posible tener una tensión de alimentación central donde la lógica CMOS estática funciona hacia abajo unas cuantas veces nkT / q. [Schrom et al., "En los límites inferiores de la tensión de alimentación del CMOS", Solid-State Electronics, vol. 39, no. 4, 1996]
Algunos aspectos prácticos de la fabricación (como las fluctuaciones del umbral del transistor) típicamente limitan la tensión de alimentación a un valor cercano a 100mV-200mV. Sin embargo, la frecuencia de operación máxima será muy baja, por lo que la fuga estática dominará la energía gastada por cálculo. En algún momento, generalmente entre 300 mV-400 mV (dependiendo de la tecnología y el circuito), se vuelve más eficiente alterne entre un estado activo (haciendo cálculos a la tensión que conserva más energía) y un estado de sueño profundo (reduciendo las fugas).
Comercialmente, hay al menos algunas MCU de Ambiq Micro que pueden funcionar con un voltaje de núcleo hasta 0,3 V
La mayoría de las interfaces eléctricas, los circuitos analógicos y la memoria Flash requieren voltajes más grandes de todos modos, por lo que podría no tener sentido tener un voltaje de suministro de entrada tan bajo para una MCU.
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