Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VILNIUS TECH) Elektronikos fakulteto (EF) mokslininkai, bendradarbiaudami su Nacionalinio Taipėjaus technologijų universiteto (Taipei Tech) partneriais, pasiekė reikšmingą laimėjimą mikroelektronikos srityje – sukūrė ir pagamino pažangų lustą, kuris gali tapti esminiu komponentu ateities ryšio sistemose.
Šio projekto rezultatas itin svarbus lustų gamybai, nes įrodo, kad pažangias technologijas galima kurti naudojant patikimus ir pigesnius gamybos sprendimus nei taikytus iki šiol.
„Širdies dūžis“ naujos kartos ryšiui
Lustai yra kiekvieno elektronikos prietaiso – nuo išmaniojo telefono ir kompiuterio iki skalbimo mašinos – pagrindas. Šiuose puslaidininkiuose slypi integriniai grandynai, kuriuose įgyvendintos inžinerinės idėjos leidžia įrenginiams veikti taip, kaip esame įpratę – nuo duomenų apdorojimo iki signalų perdavimo. Be lustų tiesiog neegzistuotų šiuolaikinis technologijų pasaulis.
„Vykdydami bendrus projektus su Taipei Tech universiteto mokslininkais ir jaunaisiais tyrėjais, užsibrėžėme tikslą – tobulinti bei kurti palydovinio ryšio sistemoms skirtus siųstuvus ir imtuvus, veikiančius gana aukštame dažnių diapazone – 10–12 GHz. Mūsų užmojis buvo ne tik pasiekti gerus parametrus, bet ir parodyti, kad tokius sprendimus galima įgyvendinti naudojant ne pačias naujausias ir brangiausias technologijas, o jau gerai ištirtas, patikimas ir palyginti pigias gamybos technologijas. Tai suteikia galimybę kurti konkurencingus produktus mažesnėmis sąnaudomis, o tai ypač aktualu tiek mokslo, tiek pramonės vystymuisi“, – pasakoja vienas iš lustų kūrėjų, Kompiuterijos ir ryšių technologijų katedros vedėjas prof. dr. Vaidotas Barzdėnas.
Jau po pirmųjų tyrimų mokslininkai suprato, jog šis tikslas yra pasiekiamas, ir tą įrodė, suprojektavę įtampa valdomą dažnio generatoriaus lustą. Toks lustas yra ypač svarbus šiuolaikiniuose elektronikos įtaisuose, nes jo pagrindinė funkcija – generuoti itin tikslų dažnio ir amplitudės signalą.
„Tokio tipo generatorius galima vadinti komunikacinės įrangos širdimi, kadangi jų generuojamas signalas, kaip širdies dūžis užduoda visos sistemos ritmą. Šio lusto išskirtinis bruožas yra tai, kad generuojamas dažnis yra perderinamas labai aukštame ir plačiame dažnių ruože, o tai svarbu naujos kartos ryšio sistemoms“, – paaiškina VILNIUS TECH profesorius.
Tarptautinis bendradarbiavimas: nuo idėjos iki prototipo
Elektronikoje lustų projektavimas yra vienas sudėtingiausių procesų, kadangi reikalauja ne tik gilių inžinerinių žinių, bet ir didelių praktinių įgūdžių, patirties. Vien teorinių žinių nepakanka: būtina atlikti grandynų schemotechninį projektavimą, funkcionalumo kompiuterinį modeliavimą, daugybę kartų tikrinti ir taisyti inžinerinius netikslumus, kol pasiekiami išsikelti rezultatai.
„Kiekviena klaida gali kainuoti itin brangiai, nes lustų gamyba yra sudėtingas ir brangus procesas, kuriame nėra vietos klaidoms ir netikslumams. Be to, vien tik lusto gamybos etapas trunka 2–4 mėnesius. Visa tai lemia, kad nuo pirminės idėjos iki pirmojo prototipo gali praeiti nuo metų iki dvejų. Šio lusto įgyvendinimas – nuo idėjos iki prototipo – užtruko apie pusantrų metų“, – pasakoja mokslininkas.
Lustai projektuojami daugiausiai dirbant kompiuteriu, pasitelkiant specializuotus profesionalius programinius paketus, leidžiančius tiksliai modeliuoti grandynų veikimą ir patikrinti jų funkcionalumą dar prieš gamybą.
Sukurtas lustas buvo paruoštas gaminti ir pagamintas Taivane, pasaulyje lyderiaujančioje puslaidininkių gamybos kompanijoje TSMC. Šiuo metu jo testavimas vyksta Lietuvoje – VILNIUS TECH, Elektronikos fakultete, Pažangiosios elektronikos projektavimo laboratorijoje, naudojant turimą įrangą ir modernius matavimo prietaisus.
„Šį lustą kūrėme bendradarbiaudami su Taipei Tech, darbus pasiskirstę lygiomis dalimis. Mūsų komanda buvo atsakinga už vienos grandyno dalies projektavimą, o Taivano partneriai kūrė kitą dalį. Tokia užduočių struktūra leido kiekvienai pusei koncentruotis į savo stipriąsias kompetencijų sritis ir efektyviai įgyvendinti sudėtingus techninius sprendimus. Darbus pasidalijome po lygiai, todėl projekto rezultatas yra abiejų komandų indėlio derinys. Iš mūsų komandos galime išskirti doc. dr. Vytauto Mačaičio bei jo vadovaujamo studento – dabar magistranto – Beno Petrulio indėlį. Būtent jie įdėjo daugiausia pastangų, atsidavimo ir techninių žinių, kurios buvo ypač svarbios sėkmingam projekto įgyvendinimui“, – sako profesorius dr. V. Barzdėnas.
Pirmas žingsnis link komercinio produkto
Nors sukurtas lustas yra didelis pasiekimas, išradėjų komanda pabrėžia, kad tai – tik pirmas žingsnis. „Šiuo metu dar anksti kalbėti apie galutinį produktą. Mūsų laukia nemažai darbų, kol bus sukurtos visos siųstuvo–imtuvų funkcinės dalys, reikalingos komerciniam gaminiui“, – aiškina VILNIUS TECH mokslininkas.
Šis laimėjimas ne tik stiprina Lietuvos, kaip aukštųjų technologijų šalies, potencialą, bet ir siunčia žinutę jaunimui bei verslui. „Tikiu, kad tai gali įkvėpti Lietuvos jaunimą domėtis technikos mokslais ir siekti įgyvendinti savo inžinerines idėjas. Taip pat raginame įmones domėtis lustų technologijomis, nes tai didina konkurencingumą pasaulinėje rinkoje“, – teigia prof. dr. Vaidotas Barzdėnas, pridurdamas, kad greit bus įgyvendinta ir daugiau VILNIUS TECH mokslininkų idėjų, kurios bus reikšmingos elektronikos pramonei.
Galerija
