08/01/2020 - Internationaler Preis für Forschungsarbeiten der UPNA zur Energieeffizienz in mikroelektronischen Systemen

Menéame

Eine Forschungsarbeit des Institut für Smart Cities (ISC) Universität von Navarra (UPNA) erhielt den Preis für den besten Artikel, der auf dem 34. Internationalen Kongress für integrierte Schaltungen und Systeme (Design of Circuits and Integrated Systems, INDS 2019), die vor kurzem stattfand. Der Vortrag wurde von Antonio López Martín, Professor der UPNA und Forscher des ISC, vorgestellt. Der Preis wurde von einer internationalen Jury aus 34 Mikroelektronik-Experten verliehen und Antonio López auf einer Zeremonie während des Kongresses selbst übergeben.

Die Jury hat in ihrem Urteil den wichtigen Beitrag der Forschung zur Verbesserung der Energieeffizienz von mikroelektronischen Systemen bewertet. Der preisgekrönte Artikel wurde in Zusammenarbeit mit Forschern der Abteilung für Elektronik an der Universität Sevilla und dem VLSI Lab and NASA Center for Autonomous Control Engineering der New Mexico State University (NMSU) in den Vereinigten Staaten erstellt.

Weniger Emissionen und mehr Autonomie für Geräte

"Neue digitale Technologien revolutionieren die Lebens-, Arbeits- und Beziehungsweise mit anderen. Die Durchdringung des Mobiltelefons beträgt 96 Prozent und der Internetzugang 81 Prozent. Diese Revolution führt jedoch zu einer versteckten Umweltmaut. Diese Technologien sind für die doppelten Treibhausgasemissionen verantwortlich als der Luftverkehr, und es wird erwartet, dass sie bis 2040 14 Prozent der Gesamtemissionen ausmachen," erklärt Antonio López. Ein weiteres Umweltproblem, das mit der Verbreitung mobiler Geräte verbunden ist, wie auch der Professor betont, ist die enorme Nachfrage nach Batterien. "Man schätzt, daß die Herstellung eines Stapels etwa 50mal so viel Energie verbraucht, wie er erzeugt., und die Energie, die durch den Stapel erzeugt wird, ist bis zu 450 mal teurer als der Strom, den er für seine Produktion ausgibt. Darüber hinaus enthalten Batterien umweltbelastende und giftige Elemente, die nach ihrer Lebensdauer nur schwer zu behandeln sind," so die Kommission.

Aus beiden Gründen ist die Entwicklung von mikroelektronischen Systemen mit höherer Energieeffizienz eine globale Priorität der Forschung, wie Antonio López betont. "Diese höhere Effizienz bedeutet weniger Emissionen und geringerer Bedarf an Batterieproduktion und mehr Autonomie bei tragbaren Geräten," so die Kommission.

In diesem Zusammenhang werden in der preisgekrönten Arbeit neue Verstärker-Designtechniken vorgeschlagen, die eine deutliche Verbesserung der Energieeffizienz ermöglichen. Ihre Bedeutung liegt darin, dass diese Verstärker in den meisten heutigen integrierten Schaltungen ein Grundelement sind und für einen Großteil des Gesamtverbrauchs verantwortlich sein können. Die vorgeschlagenen Techniken wurden experimentell durch einen Mikrochip validiert, der von ISC-Forschern in einer IBM-Technologie von 130 nm (Nanometer) hergestellt wurde. "Die Prototypen von Verstärkern zeigen in Labortests eine über 100-fache Verbesserung der dynamischen Leistung gegenüber konventionellen Verstärkern, wobei der gleiche Energieverbrauch verwendet wird," erklärt Professor.

Die Anwendungen dieser neuen Entwicklung sind sehr vielfältig und betreffen u.a. Geräte, die mit Batterien betrieben werden, wie Mobiltelefone, Tablets, drahtlose Sensoren oder biomedizinische Geräte. "Alle diese Geräte benötigen effiziente Signalverstärkersysteme und erfordern gleichzeitig sehr wenig Verbrauch, um die Lebensdauer der Batterien und damit ihre Autonomie zu maximieren. Die entwickelten Verstärker sind besonders nützlich bei der Gestaltung von Touchscreen-Controllern und Kommunikationsempfängern, die diese Geräte enthalten," so der Professor.

Der preisgekrönte Artikel lautet "Super Class AB OTA Based on Current-Starved Nonlinear Mirrors and Dynamic Biasing" und wird von Antonio López, Jose María Algueta und Maria Pilar Garde (alle vom ISC der UPNA), Ramón G., unterzeichnet. Carvajal (Universität Sevilla) und Jaime Ramirez (NMSU).

Kurzer Lebenslauf von Antonio López

Antonio López (Pamplona, 1972) ist Telekommunikationsingenieur (1995) und Doktor (1999) für die UPNA, mit einem außerordentlichen Doktortitelpreis. Er ist Professor für Zeichentheorie und Kommunikation an dieser Universität seit 2011 und Ehrenprofessor an der NMSU seit 2001. Er war stellvertretender Direktor des ISC (2015-2017) und der Technischen Hochschule für Industrieingenieure und Telekommunikation der UPNA (2008-2014).

Derzeit ist er Leiter des Forschungsbereichs und Leiter der Forschungsgruppe Kommunikation, Signal und Mikrowellen an der UPNA sowie Vorsitzender der IEEE-Gesellschaft in Spanien. Seine wichtigste Forschungslinie ist die Entwicklung von integrierten Stromkreisen mit hohem Verbrauch, wo er mehr als 400 Artikel in internationalen Zeitschriften und Kongressen sowie vier Patente mit dem multinationalen Seiko Epson veröffentlicht hat.

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Universität von Navarra

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