密歇根州立大学将翻新世界上第一台用于芯片测试的超导回旋加速器

密歇根州立大学(MSU) 将翻新创造历史的 K500 回旋加速器，并将其安装为下一代半导体设备的新芯片测试设施的核心，以此巩固其在基于加速器的核物理领导地位方面 60 年的记录。该设施的建立由国防部测试资源管理中心(TRMC)资助并通过国防部导弹防御局(MDA) 授予的价值 1,420 万美元的合同支持，将设在稀有同位素束设施(FRIB)。该设施将有助于解决目前国家先进微电子测试能力不足的问题，包括用于商业航天、5/6G 无线技术和自动驾驶汽车的测试能力。

新的东兰辛设施将成为 K500 的第三幕，K500 在 40 年前闯入核科学领域，成为世界上第一台超导回旋加速器，创造了历史。

MSU 临时校长 Teresa K. Woodruff 博士说：“密歇根州立大学这个与 FRIB 相邻的新设施每年将为提供数千小时的芯片测试能力。” “我们准备利用国家科学基金会对密歇根州立大学基础核科学长达六个十年的投资，以实现对这个关键行业、竞争力和国家安全至关重要的新目的。”

最直接的目标之一是测试用于太空的电子元件，那里的电离辐射水平远高于地球表面，设备必须运行数年甚至数十年，几乎没有维护。MSU 的资助提案是对 2018 年国家科学院报告“以光速进行测试”的直接回应，该报告概述了国家空间电子元件测试能力的严重不足。

新的篇章，同样的故事

K500 的最新篇章——与跨越地缘政治、商业和技术领域的每日头条新闻相关——将继续 MSU 的悠久故事，即推动颠覆性创新以创造新颖的物理硬件，然后利用这些硬件创造持续和广泛的-基础福利来支持国家。也许这种模式最突出的例子是：K500 的近乎复制品今天在德克萨斯 A&M 大学运行，用于核物理研究。

FRIB 实验室主任 Thomas Glasmacher 解释说：“在其近 60 年的基于加速器的核科学领导历史中，MSU 一直有目的地利用其加速器资产用于新应用。” “这个奖项使我们能够在 FRIB 延续这一传统，同时通过提供额外资源来推进当前的利益，从而履行我们解决社会问题的使命。”

K500 的第一幕开创了重离子研究的超导回旋加速器时代。它是建立在预算有限的基础上的，这是加速器物理学中设备独一无二的典型特征，而且在早期往往非常不可靠。第二幕在 1990 年代后期中断和整修以与更强大的 K1200 回旋加速器结合。耦合回旋加速器设施 (CCF) 最初于 1996 年获得 NSF 批准，于 2001 年开始运行，并或多或少地持续使用到 2020 年 11 月。它使国家超导回旋加速器实验室 (NSCL) 能够进行快稀有同位素束的研究，得到了以下机构的支持国家科学基金会。除其他外，该实验室以其效率和正常运行时间而闻名，最终超过 90%，考虑到设备的复杂性，这一点值得注意。

这一记录在密歇根州立大学成功竞标 FRIB 的过程中显得尤为重要，FRIB 项目团队提前按预算建造了 FRIB。FRIB 实验正在使用世界上最强大的重离子直线加速器 (linac) 进行。

新的直线加速器可能最终意味着低能量 K500 的终结。然而，在创新史上反复出现的模式中，旧技术反而发现了新的技术，考虑到超过 5000 亿美元的半导体市场和芯片行业的战略重要性，可能具有更广泛的相关性。

MSU 教授兼 FRIB 稀有同位素运营部门经理 Andreas Stolz 表示：“该实验室一直强调构建仪器，以推进解决核科学基础和应用研究问题的可用选项。” “我们很高兴能够将我们的运营专业知识和 K500 回旋加速器应用于一个新的目的，尤其是与国家利益如此相关的目的。” Stolz 是 MDA 合同的主要调查员。

创建一个“无与伦比的生态系统”

新设施将补充 MSU 的一系列相关工作和计划​​，并进一步加强大学在核科学、微电子和半导体领域的领导地位。FRIB 的单粒子效应 (FSEE) 设施已经投入使用，提供一系列用于研究的光束和离子鸡尾酒。另一个例子：密歇根州立大学与德州仪器合作的新空间电子中心于今年秋天宣布，并利用 FRIB 为行业提供一系列服务，包括研究项目、劳动力发展、技术研讨会和小型企业代表团参与的论坛在密歇根州立大学的校园里。MSU 的核物理研究生项目自 2010 年以来一直被《新闻与世界报道》评为第一名。