當(dāng)前位置:首頁 > 公眾號精選 > 電源系統(tǒng)設(shè)計
[導(dǎo)讀]塑料也能用于造芯片?是的,你沒聽錯!ARM公司宣布他們用一種塑料和薄膜晶體管制成了一種新的處理器PlasticArm。(圖為顯微鏡下的照片)該處理器是全球首個柔性原生32位、基于ARM架構(gòu)、高達18334個等效門的微處理器。其生產(chǎn)過程不涉及到硅元素,生產(chǎn)成本大概為同類硅芯片的1/...


塑料也能用于造芯片?
是的,你沒聽錯!
ARM公司宣布他們用一種塑料和薄膜晶體管制成了一種新的處理器PlasticArm。(圖為顯微鏡下的照片)
該處理器是全球首個柔性原生32位、基于ARM架構(gòu)、高達18334個等效門的微處理器。
其生產(chǎn)過程不涉及到硅元素,生產(chǎn)成本大概為同類硅芯片的1/10。
而這一柔軟靈活、低成本的微處理器將在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中派上用場。
成果現(xiàn)已發(fā)表在Nature:

塑料也可成為芯片材料
目前,幾乎所有電子設(shè)備的微處理器都采用硅材料制成。而研究人員將目光轉(zhuǎn)移到了塑料材料,是因為硅有著易碎、不夠靈活、不耐壓力等缺點,這限制了其在日常用品智能化上的可行性。
新的處理器用的塑料叫做聚酰亞胺,號稱“柔術(shù)大師”,其彎曲性,靈活度、可變性很高,也是一種耐高溫的塑料,可折疊屏智能手機上就有它的應(yīng)用。并采用金屬氧化物薄膜晶體管(TFT)技術(shù)開發(fā)。薄膜晶體管主要應(yīng)用于液晶顯示器LCD和有機發(fā)光半導(dǎo)體OLED中。
制作方法為在厚度小于30μm的柔性聚酰亞胺襯底上,利用PragmatIC公司的FlexIC 0.8μm工藝,與IGZO薄膜晶體管結(jié)合,最終制成該柔性微處理器。IGZO:氧化銦鎵鋅,一種LCD薄膜晶體管顯示器技術(shù),在一些高端手機上使用,比OLED屏高級,但產(chǎn)量不及OLED。

PlasticArm架構(gòu)
可以看出,這仍然是一種光刻工藝,采用了旋涂和光刻膠技術(shù)。最終PlasticARM有13個材料層和4個可布線的金屬層。由32位Arm Cortex-M0 處理器衍生,可以說是M0 的全功能非硅版本。它完全支持ARMv6-M系列架構(gòu),為Cortex-M0 處理器生成的代碼也可以該處理器上運行。并與所有其他Cortex-M系列二進制兼容,與常規(guī)Cortex-M0 一樣,具有16位Thumb ISA和32位Thumb子集,數(shù)據(jù)和地址寬度均為32位,支持86條指令。

而它與硅制M0 內(nèi)核的關(guān)鍵區(qū)別在于其寄存器不在CPU內(nèi),而是映射到RAM中。通過從CPU中刪除寄存器并使用現(xiàn)有RAM作為寄存器空間,此舉以降低寄存器訪問速度為代價,實現(xiàn)了CPU面積約3倍的縮減。
PlasticARM的主要參數(shù)如下:

尺寸為59.2mm2(7.536X7.856,無焊盤),厚度不到30微米,包含56340個器件(n型TFT與電阻器)、18334個NAND2等效門,這數(shù)量比目前最好的集成電路高12倍(對比見后面的表格)。處理器的時鐘頻率為29kHz,消耗功率為21mW(>99%的靜態(tài)功率,45%處理器,33%內(nèi)存,22%IO)。這聽起來可能很小,但在標準硅上實現(xiàn)的M0 只需要10mW多一點就能達到1.77MHz。
另外,SoC芯片引腳一共28針,包括時鐘、復(fù)位、GPIO、電源等引腳。
下面是PlasticARM與其他金屬氧化物TFT構(gòu)建的柔性集成電路對比:
成本更低,可用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備
與ARM一起設(shè)計和生該芯片的公司PragmatIC表示,雖然用的材料是新的,但他們在盡可能多地借鑒硅芯片的生產(chǎn)過程。這樣就能實現(xiàn)降低成本批量生產(chǎn)。而這些芯片的成本大概是同類硅芯片的十分之一。斯坦福大學(xué)的電氣工程師評價道,這種芯片的復(fù)雜性及其包含的晶體管數(shù)量給他留下了深刻印象。
但它也還有局限性:該芯片消耗21毫瓦的能量,但其中只有1%用于執(zhí)行計算;其余的都被浪費了。這主要是它只采用了n型晶體管(但受到該芯片使用的材料限制,p型并不好設(shè)計)。該工程師表示,沒準可以換別的柔性材料來降低尺寸和功率,比如碳納米管,當(dāng)然這會提高成本。
總而言之,哪種柔性材料最終有意義將取決于芯片的應(yīng)用場景,硅并不總是注定要成為所有電子設(shè)備的核心。
雖然Arm的設(shè)計似乎沒有證明任何理論突破,但這表明可以生產(chǎn)出一種相對容易制造和使用的處理器用于實際的電子設(shè)備。這就是其中令人興奮的部分。因此,研究人員也計劃將PlasticARM率先用來開發(fā)低成本、足夠靈活的智能集成系統(tǒng),實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”,在未來十年內(nèi)將超過一萬億個無生命物體集成到數(shù)字世界中。

END
來源:快科技版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán),請聯(lián)系刪除。
電源系統(tǒng)設(shè)計

掃描二維碼,關(guān)注更多精彩內(nèi)容

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉