英飛凌8英寸傳感器芯片助力歐洲核子研究組織揭示宇宙奧秘

　　人類對95%的宇宙仍是一無所知。位于日內(nèi)瓦全球最大的歐洲核子研究組織(以下簡稱CERN)的科學家們正努力解開這些謎團。2012年5月，這里的研究人員發(fā)現(xiàn)了所謂的希格斯玻色子，而彼得?希格斯和弗朗索瓦?恩格勒也憑此獲得了諾貝爾物理學獎。CERN的科學家們目前正在研究暗物質(zhì)：盡管暗物質(zhì)的量可能是宇宙中可見物質(zhì)的五倍，但是這只能被間接證實。借助一點運氣，CERN將會成功生成暗物質(zhì)。

　　一種獨具特色的傳感器芯片可為證實暗物質(zhì)的存在作出貢獻：這款8英寸芯片(15cmx10cm)由英飛凌奧地利和奧地利科學院高能物理研究所(以下簡稱HEPHY)共同開發(fā)。在不久的將來，CERN可使用數(shù)以萬計的這種傳感器芯片。它們不僅比前一代6英寸傳感器芯片的生產(chǎn)成本更低，而且這些組件可更好地耐受持續(xù)性輻射，因此比前一代產(chǎn)品老化速度更慢。沒有耐受力好的傳感器將很難完成計劃好的實驗。

　　CERN的實驗是分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和基本粒子之間的相互作用：質(zhì)子被加速至接近光速后發(fā)生碰撞，產(chǎn)生新顆粒，然后利用不同的探測器對其屬性進行重構(gòu)。CERN實驗物理部門負責人Manfred Krammer博士表示，“在粒子物理學和宇宙學中，有許多問題仍懸而未決，人類迄今為止無法給出答案。為了在這些領(lǐng)域取得新進展，我們需要新一代粒子傳感器。與英飛凌這樣的高科技公司合作可使我們開發(fā)出所需的技術(shù)。”

　　探測器高達數(shù)層樓，低至地下百米

　　目前在用的兩個使用英飛凌傳感器的探測器是ATLAS (一個環(huán)形LHC設(shè)備)和CMS (緊湊型繆子螺線管)。粒子物理學實驗設(shè)備實際上就是巨型照相機：當粒子穿過硅探測器，探測器對其進行登記。這兩臺探測器位于100米深的地下，分別高達20米(ATLAS)和15米(CMS)。它們幾乎全天候運行，每秒進行4000萬次獨立實驗。英飛凌及HEPHY正在探討制造總面積達1000平方米的芯片。

　　但是研究人員需要很大的毅力。英飛凌電源管理與多元化市場部總經(jīng)理Andreas Urschitz 指出：“可能需要數(shù)代人進行基礎(chǔ)研究以改變我們的日常生活。但這不能阻止人們進行研究。沒有居里夫人我們就沒有X射線。沒有麥克斯韋爾就沒有移動電話?！本永锓蛉擞?898年提出了“放射性”概念。蘇格蘭物理學家詹姆斯?克拉克?麥克斯韋爾于1861年至1864年期間提出的電磁場方程已有150年歷史。

　　為CERN開發(fā)的技術(shù)可在10年之內(nèi)幫助癌癥患者：數(shù)組科學家正在測試質(zhì)子計算機斷層掃描儀。這種醫(yī)療成像的基本原理與CERN芯片技術(shù)的基本原理相同。英飛凌和HEPHY正在開發(fā)的這種大型硅探測器可在輻射治療過程中提供斷層圖像。這將能更好地確定腫瘤的位置，與傳統(tǒng)X射線相比能減少對健康組織的損害。它能將輻射負荷降低40倍。

　　在研究領(lǐng)域，英飛凌的傳感器生產(chǎn)已經(jīng)引起廣泛關(guān)注：英飛凌和HEPHY開展的項目贏得了2014年Houska獎的第二名，這是奧地利最大的商業(yè)研究類私人獎項。