Plastikowy mikroprocesor

Zespół naukowców z centrum nanotechnologii IMEC w Leuven w Belgii, organizacji badawczej TNO i firmy Polymer Vision z Holandii, skonstruował mikroprocesor składający się z 4 tys. tranzystorów organicznych. Jak powiedział Technology Review jeden badaczy, Jan Genoe z IMEC, jest on tańszy i dogodniejszy w stosowaniu niż tradycyjne mikroprocesory oparte na krzemie.

Plastikowy mikroprocesor jest taktowany zegarem 6 Hz, a więc milion razy wolniejszym niż obecne zegary mikroprocesorów stosowanych w komputerach PC. Jest to jednostka 8-bitowa, podczas kiedy obecne mikroprocesory to jednostki 128-bitowe. Wykonuje on prosty program składający się z 1. instrukcji.

Mikroprocesor został wykonany na podłożu z plastikowej folii o grubości 2. mikrometrów. Jak powiedział Genoe "jest to taka sama folia, jakiej się używa do zawijania lunchu, tylko nieco cieńsza".

Górną warstwę stanowią złote elektrody, pod którymi znajduje się warstwa plastiku, a pod nią - warstwa plastikowego półprzewodnika z 4 tys. organicznych tranzystorów. Po podgrzaniu, poprzez dostarczenie napięcia do układu, na tej warstwie tworzy się pentacen (2,3,6,7-dibenzoantracen) - organiczny związek chemiczny, policykliczny węglowodór aromatyczny, zbudowany z 5 skondensowanych pierścieni benzenowych. Pentacen jest jednym z najlepszych półprzewodników organicznych. Inne warstwy zawierają trawione metodą fotolitografii ścieżki dla tranzystorów.

Jak powiedział Technology Review Jan Genoe, w przyszłości mikroprocesory plastikowe będą tworzone metodą drukowania organicznymi związkami przypominającymi atrament. Jak dodał, nastąpił już postęp w dziedzinie druku układów elektronicznych, ale nadal jest problem z tranzystorami organicznymi, nie utrzymującymi zakładanych warunków pracy. Każdy z nich jest wykonywany na bazie różnych kryształów pentacenu, stąd mają inne wydajności i parametry. Dlatego konieczna jest standaryzacja ich wytwarzania.

Naukowcy sądzą, że w ciągu kilku najbliższych lat nie uda się zastąpić plastikowymi procesorami mikroprocesorów na bazie krzemu stosowanych masowo w komputerach PC czy serwerach, ale szybko zacznie się wytwarzanie plastikowych procesorów powszechnego użytku. Niskie koszty materiałów organicznych w porównaniu z tradycyjnymi krzemowymi sprawiają, że plastikowe mikroprocesory są 10-krotnie tańsze od krzemowych.

Jak stwierdził Genoe, mimo bariery wydajności widocznej obecnie przy konstruowaniu procesorów plastikowych, te tanie mikroprocesory mogłyby być montowane np. jako elementy sterujące czujnikami czy systemami do ochrony przed wyciekami przy gazo-lub ropociągach.

Procesory te mogą także służyć w etykietach żywności do podawania ilości kalorii i substancji odżywczych w określonej porcji lub w etykietach radiowych RFID (Radio Frequency ID) do oznaczania towaru, jego miejsca wysyłki, składu i przeznaczenia. Plastikowe mikroprocesory mogłyby też obsługiwać elastyczne wyświetlacze OLED, na których są podawane informacje.

Plastikowy mikroprocesor został zaprezentowany na konferencji ISCC w San Jose w USA.