
【计】 nanowatt integrated circuit
毫微瓦集成电路(Nanowatt Integrated Circuit)是微电子领域的关键技术,指在极低功耗(通常为纳瓦级,即10⁻⁹瓦)下实现完整电路功能的微型电子器件。该术语由以下三部分构成:
毫微瓦(Nanowatt)
源自国际单位制前缀"nano-"(10⁻⁹),表示电路运行时消耗的功率量级。此类电路通过亚阈值CMOS工艺、动态电压调节等技术实现超低功耗,例如德州仪器(TI)的MSP430系列微控制器在休眠模式下功耗可低至300纳瓦。
集成电路(Integrated Circuit)
采用半导体制造工艺将晶体管、电阻、电容等元件集成在单晶硅片上,形成具有信号处理、数据存储等功能的微型模块。根据IEEE标准1789-2015,现代集成电路的晶体管密度已突破每平方毫米1亿个元件。
技术特征
具备静态漏电流抑制(通常<1pA)、多阈值电压域划分和自适应时钟门控三大核心设计要素。麻省理工学院(MIT)微系统技术实验室的研究表明,此类电路在生物医学传感器中的续航时间可达10年以上。
该技术主要应用于物联网节点设备、植入式医疗电子(如心脏起搏器)和环境监测系统。根据《微电子学基础》(清华大学出版社,2020版)的定义,其性能指标需同时满足功耗≤1μW、工作电压≤1.2V、温度范围-40℃至85℃的工业标准。
“毫微瓦集成电路”这一术语需要拆解为“毫微瓦”和“集成电路”两部分来理解:
毫微瓦(nW)
是功率单位“纳瓦”(nanowatt)的旧称,1毫微瓦=10⁻⁹瓦(即0.000000001瓦)。这类集成电路的功耗极低,通常用于对能耗敏感的领域,例如物联网设备、可穿戴装置或植入式医疗设备。
集成电路(IC)
指通过半导体工艺将晶体管、电阻、电容等元件集成在微小半导体基片上的电路,具有微型化、高可靠性等特点。其核心原理是通过半导体材料的导电特性实现信号处理(如放大、开关)。
毫微瓦集成电路的特点
扩展说明
此类芯片属于“超低功耗集成电路”的分支,其分类可基于集成度(如小规模SSI、大规模LSI)或功能类型(模拟/数字/混合信号)。当前研究热点包括能量采集技术(如利用环境光或温差供电)与新型材料(如二维半导体)的结合。
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