Arm 和 PragmatIC 的研究人员开发出第一个真正的微处理器,它采用塑料(而不是硅)作为其基础材料。32 位PlasticArm 微处理器概念基于该公司的M0 设计,具有大约18,000 个逻辑门、一个处理器、存储器、控制器以及输入和输出。这项发表在《自然》杂志上的开发成果将开创一个真正可弯曲、灵活的微芯片的新时代,这种微芯片的生产成本也比硅更便宜。
自从 50 多年前推出英特尔 4004 CPU 以来,硅一直是半导体制造的基本要素。这包装了当时惊人的 2,300 个晶体管。硅的崛起取决于两个基本特征。首先,它是地球上第二常见的元素(这意味着它既便宜又容易获得)。其次是作为能量导体或能量绝缘体的能力,这取决于它的实施。
然而,硅确实有一些警告,这些警告在其应用范围方面变得越来越有限。一方面,它既脆弱又僵硬,这意味着它不能轻易地融入实际的生物学中——大自然在创造生命时有一种不享受直线的方式。第二个重要的警告是,虽然它的生产成本可能很便宜,但它肯定不足以以具有成本效益的方式用于日常、消耗性产品。进入 PlasticArm 开发,该开发旨在使塑料成为可以构建加工芯片的媒介,从而绕过这些限制。
请注意,这不是硅的替代品。研究人员指出,硅在性能、密度和功率效率方面具有优势。相反,这两种技术有望根据应用需求相互补充。
研究人员指出了瓶子(用于分析产品是否变质的智能牛奶或果汁瓶)、食品包装、服装(想象一件可以智能检测体温或外部温度并增加纤维之间的空间以获得更好的效果的毛衣)的可能应用。冷却)、可穿戴贴片、绷带等。其他可能的应用包括生物监测器。想象一下将具有计算能力的薄塑料薄膜放置在内部器官或组织上,用于诊断和早期故障迹象。可直接在您的皮肤上显示信息的可穿戴电子贴片是另一种选择,或用于野生动物监测的侵入性较小的诊断。
研究人员预测,在功耗成为问题和制造过程需要额外材料之前,最多可扩展 100,000 个逻辑门。即便如此,测试芯片只消耗大约 21 毫瓦的功率——大部分是在空闲状态下浪费的——可以很容易地提供比邮票还小的太阳能电池。最终的充电机制将着眼于无线充电技术,从而实现真正的独立芯片。
PlasticArm 原型进一步受到关注,因为它采用主流硅制造中使用的众所周知的技术制造,使其受益于多年的创新。
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