塑料制芯?
近日《自然》杂志发表的一篇文章显示,由Arm公司领开发了一种32位Arm微处理器,它是基于柔性基板(PlasticARM),采用金属氧化物膜晶体管技术开发的。
柔性电子设备构筑在纸、塑料、金属箔等基板上,使用有机物、金属氧化物、非晶体硅等有源薄膜半导体材料,与晶体硅相比,薄度、一致性、低制造成本等优点很多。薄膜晶体管(TFT)可以在柔性基板上制造,其加工成本远低于晶体硅晶片上制造的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
与传统硅技术相比,具有超薄、低成本等优点。
微处理器是每个电子设备的核心,包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、路由器、服务器、汽车和物联网。虽然传统的硅技术已经将至少一个微处理器嵌入地球上的每一个智能设备中,但它面临着使日常用品更加智能化的关键挑战,如瓶子、食品包装、服装、可穿戴贴片、绷带等。

成本是阻碍传统硅技术在这些日常用品中可行的最重要因素。虽然硅制造的规模经济有助于显著降低单位成本,但微处理器的单位成本仍然高得令人望而却步。此外,硅芯片并不是天生的薄、柔韧和贴合。
但柔性电子产品可以提供这些理想的性能。在过去的20年里,柔性电子产品已经发展成为提供成熟的低成本、薄型、柔性和适应性强的设备,包括传感器、存储器、电池、发光二极管、能源收集器、现场通信/射频识别和印刷电路,如天线,是构建任何智能集成电子设备的基本电子元件。
但是缺少的部分是灵活的微处理器,而没有可行的柔性微处理器的主要原因是需要在柔性基板上集成大量的TFT来实现任何有意义的计算,这在新兴的灵活TFT技术中是不可能实现的。在大规模集成之前,需要一定程度的技术成熟。
一种中间方法是将硅基微处理器芯片集成到柔性基板上,也称为混合集成,其中硅片变薄,硅片管芯集成到柔性衬底上。虽然硅芯片集成提供了短期解决方案,但这种方法仍然依赖于传统的高成本制造技术。因此,它不是一个可行的长期解决方案,不能在未来十年甚至更长时间内生产数十亿个日常智能物体。
该团队的方法是利用灵活的电子制造技术开发微处理器,也称为灵活的处理引擎,用于构建这里描述的本地柔性微处理器的柔性电子技术由聚酰亚胺基板上的金属氧化物TFT组成。金属氧化物TFT成本低,也可以缩小到大规模集成所需的小几何形状。