根據 Tom’s Hardware 報導，來自東京科學研究所（Institute of Science Tokyo）的研究團隊，於今年 2 月在美國舊金山舉行的 IEEE 國際固態電路會議（ISSCC）上，發表一款具備高抗輻射能力的無線接收晶片，瞄準核電廠除役作業中機器人通訊受限的問題。
目前多數無線通訊晶片採用矽基半導體製程，對核輻射極為敏感，使機器人在高污染區域難以使用無線通訊。以 2011 年福島第一核電廠事故為例，進入反應爐區域的機器人須透過 LAN 線纜與操作人員連線，不僅容易纏繞，也增加現場作業複雜度與風險。
研究指出，核反應爐環境的輻射強度遠高於一般電子設備設計標準。機器人在反應爐中運作六個月，累積輻射劑量可達 50 萬葛雷（Gy），相較之下，太空電子元件僅需在三年內承受約 100 至 300 Gy，顯示傳統設計難以應對此類極端環境。
在技術設計上，團隊透過減少晶片內電晶體數量，降低氧化層受伽馬射線破壞的風險，並以電感等不含氧化層的元件取代部分電晶體。同時，針對不可避免的電晶體，採用更長、更寬的閘極設計以減緩輻射劣化，並導入對輻射較不敏感的 NMOS 架構，提升整體耐受能力。
測試結果顯示，該接收晶片在累積 800 kGy 輻射劑量下，僅出現約 1.5 dB 的增益下降，顯示在極端環境中仍具備長時間穩定運作的潛力。
值得注意的是，單純透過鉛屏蔽或外接天線並無法解決問題，因為這類方式同時會阻斷無線訊號，且天線本身亦會受到輻射影響。因此，從晶片架構層級進行抗輻射設計，成為關鍵突破方向。
研究團隊正進一步開發可承受高輻射的 Wi-Fi 發射器。不過，由於發射端需承受更高電流負載，其設計難度明顯高於接收端。若未來收發模組完整建構，將有機會大幅改變核電除役、核災應變，甚至太空與極端環境機器人的通訊架構。
（首圖為示意圖，來源：Stefan Kühn, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons）
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