’s Werelds eerste plastic computerchip opent deur naar nieuwe toepassingen

Onderzoekers van Arm en PragmatIC zijn er in geslaagd om een volledig functionele computerchip te bouwen op basis van plastic in de plaats van silicium. Daarmee zijn op termijn nieuwe toepassingen mogelijk.

Flexibel en erg efficiënt: de eerste echte computerchip op basis van plastic brengt de belofte van nieuwe IoT-mogelijkheden met zich mee. Arm bouwde de microprocessor samen met PragmatIC, dat gespecialiseerd is in de productie van kleine chips op maat. De processor is gebaseerd op de Arm-architectuur en functioneert net als traditionele silicium-chips. Onderzoekers van beide bedrijven doen hun bevindingen uit de doeken in Nature.

Silicium vs. plastic

Silicium is al sinds dag één het basismateriaal voor wafers en chips. Het materiaal is overvloedig aanwezig en kan dienst doen als geleider en isolator, wat het zo geschikt maakt voor microchips. Het is echter rigide en breekbaar en bovendien niet zo kostenefficiënt in productie voor bijvoorbeeld wegwerpproducten. De plastic Arm-chip combineert flexibiliteit met efficiëntie waar die ontbreekt voor traditionele processors.

De onderzoekers denken voor de plastic chip aan IoT-toepassingen in bijvoorbeeld kledij of voedselverpakkingen. Denk maar aan een sensor op een bus melk die kan meten of de inhoud nog drinkbaar is. Voor dergelijke toepassingen is silicium te duur.

Specificaties

De plastic chip die bij wijze van experiment werd gebouwd is een 32 bit-CPU gebaseerd op het ARM Cortex MO+-design en de ARMv6-M-architectuur. Op de plastic basislaag (PlasticArm genaamd) zitten zogenaamde thin film-transistors (TFT’s). Een TFT is een speciaal type transistor dat doorgaans in LCD-schermen wordt gebruikt en compatibel is met een niet geleidend basismateriaal zoals plastic in dit geval. Dat staat in contrast met een traditionele transistor waar de silicium-basislaag de halfgeleider van dienst is.

De chip heeft een bescheiden 18.000 logische poorten en kreeg intern geheugen en een controller ingebouwd. De onderzoekers verwachten dat ze zeker tot 100.000 poorten kunnen gaan voor stroomverbruik een probleem wordt. De huidige chip verbruikt amper 21 milliwatt aan stroom en kan zo in theorie aangedreven worden door een zonnepaneeltje ter grote van een vingernagel.

Duurzaamheid

Hoewel de plastic microchip omwille van de materiaalkeuze flink verschilt van traditionele chips, zijn de gebruikte technieken voor chipproductie wel gelijkaardig. Zo hoeven onderzoekers het warm water niet opnieuw uit te vinden voor de doorontwikkeling van de plastic processors. In theorie heeft de doorbraak van Arm en PragmatIC veel potentieel. Vooral de duurzaamheid roept vragen op: is het echt een goed idee om op grote schaal flexibele plastic chips te bouwen voor bijvoorbeeld wegwerpverpakkingen? Los van die vraag is de chip in ieder geval een knappe technologische verwezenlijking.

nieuwsbrief

Abonneer je gratis op ITdaily !
  • This field is for validation purposes and should be left unchanged.
terug naar home