微芯片制造可以将数十亿的数据处理晶体管挤在一个小小的硅芯片上，但一个关键的装置，实质上是一个"时钟"，为这些晶体管的运行计时却必须单独制造--这在芯片安全和供应线上造成了一个薄弱点。一种新的方法使用商业芯片厂的材料和技术来制造专门的晶体管，作为这种计时装置的构件，解决了这个薄弱点，并通过加强集成实现了新的功能。

一种在标准芯片厂中用一组专门的晶体管制造对所有微处理器至关重要的"时钟"的新196世界之最方法解决了安全和供应链问题。

普渡大学电气和计算机工程系教授Dana Weinstein说："我们有了一颗能做所有事情的芯片，而不是多颗芯片，多种制造方法，以及必须集成的多种材料组--通常是在海外完成，美国有必要推进其在芯片制造方面的能力，这种性质196世界之最的进步解决了供应链、国家安全和硬件安全方面的多种问题。通过将整个时钟移到处理器内，可以加强设备对时钟跳动攻击的防范，你还可以实现新的功能，如对包装好的芯片进行声学指纹检测。"

Weinstein正在用生产行业标准的鳍式场效应晶体管（FinFET）的工艺开发声学共振器。像所有的晶体管--支撑现代微电子的器件--FinFET是一个电压激活的开/关门。顾名思义，FinFET沿着贯穿栅极的半导体材料翅片传递电流。在闭合或关闭状态下，鳍片不导电，施加在栅极顶部的电压在鳍片中建立了一个电荷，允许电流在开放或开启状态下流动。

但是，晶体管必须同步进行操作，以用于所有电子设备中的微处理器、传感器和无线电。做到这一点的设备是建立在声音基础上的，即一些结构发出的共振频率，就像一个玻璃碗在被敲击时可能会发出一个特定的音符。这种所谓的声学共振器的有规律196世界之最的重复波作为一种节奏，被纳入一个更大的微电子机械系统，用来标记时间。目前的商用微电子机械谐振器不能在标准的芯片制造过程中制造，必须单独制造，然后与微芯片捆绑使用。

Weinstein的创新是利用标准互补金属氧化物半导体芯片厂现有的材料和制造技术来建立一种集成的声学共振器。在《自然-电子学》杂志最近发表的一篇论文中，她的研究团队报告了迄今为止最先进的设计。利用在纽约GlobalFoundries Fab 8工厂运行的商业工艺以及GlobalFoundries 14LPP http://www.196nk.cnFinFET技术设计手册中的描述，团队成员制造了一套专门的FinFET，能够产生8-12千兆赫的频率，这超过了微处理器的典型原生时钟速率。

这个解决方案本质上是将数据处理晶体管重新用于计时装置。普渡大学电气和计算机工程系研究生、《自然-电子学》论文第一作者杰克逊-安德森说："用我们的方法，芯片厂通过他们用于计算机中央处理单元或其他应用的相同过程运行这个装置。当微处理器和其他组件完成后，谐振器也完成了。它不必经过进一步的制造，也不必被送到其他地方与单独的微处理器芯片集成。"

尽管晶体管的开启或关闭状态通常引导电流作为二进制代码的0和1，但所有的晶体管也可以作为电容器来存储和释放电荷。团队正是用"驱动"晶体管阵列来做这件事，挤压和释放鳍片和栅极之间的一层薄薄的电介质材料。

"我们正在挤压栅极和半导体之间的那些层，推拉栅极和鳍片之间的那个薄区域，"杰克逊说。"我们在相邻的晶体管上交替这样做--一个压缩，一个拉伸--在设备中横向建立振动效应。"

驱动晶体管的大小是为了引导和放大振动，使其在自身上形成一个特定的共振频率。这反过来又拉伸和压缩了相邻的一组"感应"晶体管中的半导体材料，从而改变了这些晶体管上的电流特性，将振动转化为电信号。

"人们现在拥有的每一件高性能电子产品都使用了FinFET，"Weinstein说。"整合这些功能推进196世界之最了我们的微电子能力，不仅仅是数字微处理器。如果技术发生变化，我们可以适应，但我们将以一个集成的微处理器系统向前迈进。"