IBM đang phát triển một công nghệ mới cho phép các con chip tự phát hiện những lỗ hổng bên trong và tự động "hàn gắn" chúng mà không cần bất cứ sự tác động nào từ bên ngoài.

Được coi là một bước tiến mới trong quá trình tiếp cận điện toán tự động, công nghệ eFuse sẽ thay thế cầu chì laser trong việc "hàn" chip bằng "cầu chì" điện tử. Một điểm nữa: Nếu cầu chì laser chỉ có thể "điều trị" cho con chip khi nó còn đang trong quy trình sản xuất thì "cầu chì" điện tử có thể sửa chữa con chip sau khi nó đã đi vào hoạt động. Khi đó, các dòng tín hiệu sẽ được chuyển hướng ra khỏi những khu vực "chết" hoặc không hoạt động bên trên con chip một cách tự động. 

IBM dự kiến sẽ sử dụng công nghệ eFuse trong tất cả các sản phẩm chip tương lai, khi hãng này đã chuyển sang sản xuất chip bằng quy trình công nghệ 90 nanomet, bao gồm cả hai dòng Power5 và PowerPC 970FX.  

Nguyên lý hoạt động

Cầu chì thường được sử dụng để định hướng tín hiệu điện bên trong con chip. Cầu chì laser mà hầu hết các hãng sử dụng hiện nay chỉ hoạt động trong công đoạn kiểm tra, trước khi con chip được cắt rời khỏi tấm silicon tại dây chuyền sản xuất. Một công cụ kiểm tra được cấy vào trong con chip sẽ phát hiện các lỗi kỹ thuật và chia sẻ thông tin với một kỹ sư bên ngoài. Người kỹ sư này sau khi nhận tín hiệu sẽ cho nổ cầu chì để thay đổi tín hiệu thông tin xung quanh khu vực có lỗi. 

Do đặc thù, những công cụ kiểm tra này chưa bao giờ có cấu tạo phức tạp hoặc tinh vi, bởi lẽ sau các cuộc kiểm tra cuối cùng là chúng bị xếp xó luôn, không bao giờ được tái sử dụng. Nhưng nay, nếu thay bằng một sự kết hợp giữa "cầu chì" điện tử với công cụ kiểm tra tích hợp tinh vi hơn, khả năng con chip tự "hàn gắn" khuyết điểm là rất lớn. 

Phương pháp eFuse được rút ra từ một nguyên lý có tên "sự di trú" của điện tử. Trước đây, thuật ngữ này thường mang một ý nghĩa xấu trong ngành công nghiệp chip, dùng để chỉ chiều hướng chuyển động của dòng điện cường độ mạnh, khiến cho cấu trúc nội tại của con chip bị phá vỡ, tạo điều kiện để dòng điện thoát ra khỏi con chip và làm tan chảy cả bộ vi xử lý. Cầu chì được thiết kế chính là để ngăn không cho dòng điện với cường độ quá lớn vượt qua. Phần khó nhất chính là làm sao phải đảm bảo được dòng điện chỉ chạy qua cầu chì rồi bị chặn lại ở đó chứ không tràn lung tung sang các khu vực khác trên chip. Hiện IBM cho biết họ đã giải quyết được vấn đề này. 

Nâng cao hiệu quả

Khi "đánh hơi" thấy một lỗi kỹ thuật, công cụ kiểm tra bên trong con chip có thể chỉ đạo "cầu chì" điện tử kích hoạt và di chuyển tín hiệu tránh xa những transistor trục trặc. Nhờ đó, con chip sẽ hoạt động với hiệu suất cao hơn. Việc dò tìm-tự chỉ đạo-tự hàn gắn này có thể diễn ra nhiều lần trong suốt tuổi đời của một con chip, chứ không chỉ giới hạn trong quá trình sản xuất ban đầu.

Một lợi ích khác là "cầu chì" điện tử có thể thu nhỏ kích thước và điều chỉnh cấu trúc hoàn toàn phù hợp với thiết kế của con chip. Trong khi đó, cầu chì laser không thể thu nhỏ khi các nhà sản xuất chuyển sang một công nghệ chế tạo chip mới, mà công nghệ nano lại đang được coi là chìa khoá thành công của tương lai, IBM cho biết.