塑膠處理器

塑膠處理器

塑膠處理器是由塑膠或有機電晶體製造的處理器。該處理器目前只能處理8位的信息。

程式執行

塑膠處理器塑膠處理器

處理器目前只能運行16條指令的簡單程式。命令是被硬編碼進用塑膠電路蝕刻的附屬薄片上,這樣就可以與處理器連線起來“載入”程式。這樣處理器可以計算進來的信號的運行平均值,這是一個接收感測器信號並進行處理的晶片要做的事情。晶片以6赫茲的速度運行(這比現在桌面機器運行速度慢100萬倍),與現在計算機處理器128位的處理能力相比,這個晶片最多只能處理8位的信息。

歐洲的研究人員使用4000個塑膠有機電晶體來製造塑膠微處理器,這種處理器大概為2平方厘米大小,置於軟性塑膠薄片上。與使用矽相比,這種材料可以降低成本,並提高柔韌性。

製造工藝

製造這種處理器,首先要準備25微米厚的軟性塑膠片,然後在上面鋪上一層金電極,接著是一個絕緣塑膠層和組成處理器4000個電晶體的塑膠半導體。通過旋轉塑膠薄片把一滴有機液體鋪成薄而均勻的一層來製作電晶體。緩慢加熱塑膠薄片,液體變成在有機半導體中廣泛使用的並五苯固體(pentacene)。然後使用光刻法蝕刻並五苯層來使電晶體最終成型。

將來通過印刷如油墨一樣的有機部件,可以使製作這種處理器的成本更低廉。

面臨問題

製造塑膠電晶體處理器是一項挑戰,因為和有序矽晶體製作的電晶體不同,所有塑膠電晶體的表現可能不是相同的。每個電晶體的表現有輕微差別是因為它們是由非結晶的並五苯分子所組成。
研究小組成功了,但這並不意味著塑膠處理器可以在消費計算機上替換矽處理器。有機材料在根本上限制了運行速度。研發人員希望塑膠處理器出現在矽處理器因為價格和物理上的非柔性而產生瓶頸的地方。低廉的有機材料與傳統矽相比,可以使塑膠方法的價格降低十倍。

套用

被輸氣管包裹著的有機氣體感測器使用軟性微處理器清除嘈雜信號,來對任何泄露情況進行報告。塑膠電子產品使得一次性互動顯示器可以被包裝起來,例如食品。

與印刷有機DRAM存儲器聯合套用

在有機處理器被展示的大會上,研究人員展示了首個印刷有機DRAM存儲器(動態隨機存儲器),大多數電腦都是用這種存儲器和處理器一起工作用於短期數據存儲。通過噴霧器的噴嘴噴出有機“油墨”層來製作24平方微米大小的存儲器陣列,可以存儲64位的信息。
之前的印刷存儲器是非揮發的,也就是說,即使斷電,它也會保存數據,這不適合包括了頻繁讀寫和改寫操作的短期存儲。明尼蘇達的研究小組能夠印刷DRAM是因為他們設計了一種印刷有機電晶體,使用離子凝膠絕緣物質隔離電極。
內部的離子較之傳統的非離子絕緣體可以使凝膠層存儲更多的電荷。這強調了限制有機存儲器發展的兩個問題。凝膠的電荷存儲能力降低了操作電晶體和由其構成的存儲器所需的功率;也使得存儲器中用來表示1和0的電荷等級變得明顯,並可以在不需要存儲器刷新的情況下持續一分鐘之久。
有機印刷DRAM可用於由印刷有機LED構成的顯示器中圖像幀的短期存儲。這使得更多的設備可以用印刷方法來製造,拋棄一些矽組件,並降低成本。
把有機微處理器和存儲器結合起來的方法可以降低成本,儘管張偉說這兩者目前還不能連線。但是在將來,這是可行的。
首個塑膠半導體計算機處理器和存儲器晶片的誕生表明,有一天,計算機的影響將無處不在。

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