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Winziger Chip hilft, Implantate aufzuladen

Für die kabellose Energieversorgung von insbesondere minimalinvasiven Hirnimplantaten hat Imec die bisher kleinste Ultraschall-Stromversorgung realisiert.

Auf der International Solid-State Circuits Conference hat der Nanoelektronikanbieter Imec gemeinsam mit der TU Delft Mitte Februar einen sehr kleinen Stromerzeuger vorgestellt. Der besteht aus einem Mikro-Ultraschallwandler mit piezoelektrischen Elementen (PMUT, piezoelectric micromachined ultrasonic transducer), der einfallende Ultraschallwellen in Strom umwandelt, und einer zusätzlichen präzisen Strahlausrichtung. Diese liegt auf einem eigenen Chip, der gerade einmal 0,75 × 1,88 Millimeter misst und in 65-Nanometer-CMOS-Technik gefertigt wird. Damit kann das System den Wandler auf Ultraschallwellen mit einem Eingangswinkel bis zu 53 Grad einstellen und somit Bewegungen und Lageveränderungen zur Ultraschallquelle ausgleichen.

Der kleine Chip (im Vordergrund) richtet im Stromerzeuger (im Hintergrund) den Ultraschallwandler aus und optimiert so die Energieaufnahme.

Bild: Imec

In dieser Konfiguration könnte das Bauteil in Zukunft Ultraschallwellen von außen empfangen und damit die kabellose Stromversorgung von Implantaten absichern. Das könne laut Imec insbesondere für Implantate unter der Schädeldecke wichtig werden, etwa EEG-Sensoren direkt auf der Großhirnrinde, die hautnah die Hirnaktivität messen. Gerade in diesem Bereich kann eine invasive Verdrahtung viele Probleme hervorrufen.