Терагерц «видит» сквозь корпус: создан метод неинвазивного мониторинга работы микросхем

Наблюдение без вмешательства

Новая методика использует терагерцовое излучение — неионизирующий и безопасный диапазон электромагнитных волн — для регистрации микроскопических изменений электрического заряда внутри полностью упакованных полупроводников. Это позволяет в реальном времени отслеживать работу компонентов без физического контакта с ними.

Руководитель Терагерцовой инженерной лаборатории профессор Withawat Withayachumnankul отметил, что существующие методы анализа, как правило, требуют вскрытия чипов или подключения к ним, что делает их непригодными для многих практических сценариев. Новый подход впервые демонстрирует возможность внешнего наблюдения за электрической активностью внутри работающего устройства.

Чувствительность выше фундаментальных ограничений

Метод показал способность фиксировать изменения тока в стандартных компонентах — диодах и транзисторах — даже в областях, существенно меньших длины терагерцовой волны. Ранее считалось, что такие измерения невозможны из-за шумовых ограничений.

Ключевым элементом стала разработка высокочувствительной системы детектирования на базе гомодинного квадратурного приёмника, способного выделять слабые сигналы электрической активности на фоне шумов. Это позволяет достоверно различать реальные процессы переноса заряда, исключая влияние тепловых эффектов и паразитных помех.

Потенциал для промышленности и безопасности

По словам ведущего автора исследования, доктора Chitchanok Chuengsatiansup из University of Potsdam, технология открывает возможности для дистанционной диагностики и мониторинга электроники в условиях ограниченного доступа.

Среди ключевых сценариев применения:

• проверка целостности критически важных электронных систем;
• выявление дефектных компонентов без демонтажа;
• мониторинг работы силовой электроники и инфраструктуры;
• ускорение разработки и тестирования новых чипов.

Дополнительным преимуществом является безопасность: в отличие от рентгеновских методов, терагерцовые волны не оказывают ионизирующего воздействия, что делает технологию более пригодной для регулярного использования.

Новая парадигма диагностики чипов

Разработка фактически формирует основу для перехода к «самодиагностируемой» электронике, где контроль состояния устройств может осуществляться непрерывно и без вмешательства в их работу. В перспективе это может снизить стоимость тестирования, повысить надежность систем и сократить время вывода новых микросхем на рынок.