Mechanické relé zažilo ve výzkumném středisku GE Global Research znovuzrození. Skupina vědců tady totiž vyvíjí miniaturní elektrické spínače menší než průměr lidského vlasu, které dokážou přenášet kilowatty elektrického výkonu. Označují se jako elektromechanické mikrosystémy - MEMS („micro-electro-mechanical systems"). Technologie MEMS umožní výrobu miniaturních spínačů s možná obrovskými důsledky pro vývoj systémů, jež budou řídit mobilní přístroje budoucnosti. Tato technologie, primárně vytvářená pro průmyslové využití, by mohla přispět ke snížení odpadového tepla a spotřeby energie ve zdravotnických zařízeních, leteckých systémech i dalších produktech GE. To co, spínače MEMS od společnosti GE odlišuje od ostatních technologií MEMS, je jedinečný soubor materiálů, který vyvinuli vědci GE, a který umožňuje spínačům dosahovat životnosti v řádu miliard cyklů i v extrémních provozních podmínkách, jako například ve vysoké teplotě, a zároveň si udržovat extrémně nízký přechodový odpor.
Vědci však zároveň pracují na miniaturních verzích pro chytré telefony a tablety využívající bezdrátový přenos nové generace LTE-Advanced, označovaný též „True G4". Technologie LTE-Advanced už byla spuštěna v některých částech Asie a v dohledné době se stane celosvětovým měřítkem pro mobilní komunikaci. Umožňuje totiž stahování dat rychlostí, která by teoreticky mohla překonat 3 gigabity za vteřinu, tedy desetkrát rychleji než ve stávajících sítích 4G. Pro srovnání: 4G LTE zvládá 300 Mb za vteřinu. Díky tomu, že LTE-Advanced využívá větší šíři vlnového pásma, chytřejší přenosové algoritmy a pracuje s více vysílači, dokáže také zajistit silnější spojení a vyšší kvalitu signálu. Aby bylo možné všechna tato vylepšení využít v praxi, musí s vývojem držet krok i hardware. A právě tady technologie spínačů MEMS od GE nabízí jednoznačné výhody.
Nejnovější generace MEMS, na které tým vědců GE pracuje, dokáže rozpojit a spojit obvod pouze za využití elektrostatické síly, tedy stejné síly, která při česání „nabíjí" hřeben a přitahuje k němu suché vlasy. Počet rozepnutí a sepnutí obvodu za vteřinu tak může díky těmto spínačům dosáhnout i několika tisíc.
Podle Chrise Keimela, inženýra procesního vývoje ve výzkumném centru GE Global Research, „zkušenosti a poznatky z oblasti materiálů, tvorby přístrojů, výroby, obalů, elektroniky či integrace systémů" umožnily týmu překonat „ty nejzásadnější výzvy spojené s miniaturizací spínačů". „Dokážeme zmenšit velikost, snížit váhu, spotřebu energie i náklady našich systémů a zároveň zlepšit celkový výkon," dodává Keimel.
Jak ukazují výsledky z laboratoře, radiofrekvenční spínače vyrobené za pomoci registrovaného postupu GE na zpracování kovů pro technologii MEMS jsou schopné splnit náročné požadavky, které na radiofrekvenční vstupní moduly i produkty bezdrátové infrastruktury klade mobilní síť příští generace LTE-Advanced. K jejich hlavním výhodám patří:
- Velmi vysoká linearita – zkreslení způsobené radiofrekvenčními komponenty totiž omezuje účinně využitelný pásmový rozsah systému. Radiofrekvenční spínače na bázi ohmických kontaktů vyrobené pomocí registrovaného postupu GE na zpracování kovů pro technologie MEMS dokázaly v porovnání s technologií SOI („křemík na izolantu“) v parametru IIP3 dosáhnout zlepšení o 15 dB na 20 dB.
- Vložný útlum – ztráta výkonu při průchodu množstvím spínačů v mobilním telefonu ovlivňuje sílu signálu a výdrž baterie. Společnost GE naměřila při 3 GHz vložný útlum nižší než 0,3 dB.
- Izolace – schopnost oddělit vlnová pásma a současně zachovat nenarušený signál stále nabývá na významu v souvislosti s technologií „carrier aggregation“, tedy spojování nosných signálů. Společnost GE naměřila při 3 GHz izolaci mezi kanály nižší než 35 dB.
- Miniaturní velikost – spínací prvek o rozměrech zhruba 50um x 50um umožňuje umístit velké množství rychlých spínačů na velice malou plochu, což má přímý vliv na výši nákladů.