پردازنده.ی پلاستیکی، تراشه.ای قابل انعطاف

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: به گزارش خبرگزاری الکترونیوز و به نقل از IEEE Spectrum، در کنفرانس بین المللی مدارهای حالت جامد در سان.فرانسیسکو در فوریه.ی 2011، پژوهش.گران اروپایی اولین ریزپردازنده.ی ساخته شده با نیمه.هادی.های زیستی (organic semiconductors) را معرفی کردند. این پردازنده با 4000 ترانزیستور، مداری با منطق 8 بیتی دارای قدرت پردازشی تنها معادل مدل.های سیلیکونی دهه.ی 1970 است، ولی یک مزیت کلیدی دارد: این.که می.تواند خم شود. طراحان تجهیزات الکترونیکی می.گویند این تراشه می.تواند آغازگر راهی به سوی نمایش.گرها و سنسورهای انعطاف.پذیر ارزان.تر شود. در کاربردهایی که نیاز به پیچیدن به دور لوله وجود دارد، برای مثال، برگه.های سنسور با این پردازنده می.تواند مقدار متوسط فشار آب را ثبت کند، یا در صنایع غذایی و داروسازی می.تواند وضعیت فساد غذا و یا فراموشی دارو و... را مشخص کند.
به گفته.ی جان ژِنُوِه (Jan Genoe) پژوهش.گر پلیمر و الکترونیک ملکولی در مرکز پژوهش نانوتک بلژیک (nanoelectronics research center)، آی.مِک (IMEC)، در لِئووِن که سرپرستی این پژوهش را به همراه هم.کارش کریس ماینی (Kris Myny) برعهده دارد، راه حل این کار برای طراحان تراشه رام کردن ترانزیستورهای زیستی است که تا حدی رفتار سرکشانه دارند. مزیتی که سیلیکون نسبت به مدارات زیستی دارد، ساختار تک بلوری آن است که اجازه.ی ایجاد کلیدهای خوش رفتار را می.دهد. اگر شما ولتاژ گیت ترانزیستور را به بالاتر از حدی که ولتاژ آستانه نامیده می.شود افزایش دهید، جریان شروع به جاری شدن می.کند. اما ترانزیستورهای زیستی امروزی -که در آن.ها بسپار (پلیمر) جایگزین سیلیکون شده است- غیر قابل پیش.بینی هستند، هر کدام می.توانند آستانه.ی هدایت کمی متفاوت داشته باشند.
در کاربردهایی که ترانزیستورهای زیستی پیش از این استفاده می.شدند، مانند روشن و خاموش کردن پیکسل.ها در برخی از نمایش.گرهای کتاب.خوان.های الکترونیکی، کارکرد نامناسب تعدادکمی از ترانزیستورها در کارکرد کلی سیستم تأثیر نمی.گذارد. این در حالی است که در مدارهای منطقی، یک ترانزیستور ساده می.تواند کل سیستم را متوقف کند. به گفته.ی ژنوه: «اگر تنها یک بیت برای مدت کوتاهی خاموش شود، آنگاه هیچ چیز کار نمی.کند.»
بنابراین گروه ژنوه گیتی اضافی در پشت هر ترانزیستور زیستی اضافه نموده.اند. به گفته.ی وی این گیت پشتی به پژوهش.گران اجازه می.دهد میدان الکتریکی را در نیمه.هادی بهتر کنترل کنند و بنابراین از کلیدزنی تصادفی جلوگیری کنند.
ساختن تراشه.ی با ضخامت 25 میکرومتر آغاز ایجاد زیر لایه.ی ساخته شده با پلی اتیلن هیدروکربن یا به عبارتی پلاستیک است. ژنوه می.گوید: « شما می.توانید آن را با ماده.ای که به دور ساندویچ خود می.پیچید مقایسه کنید. بسیار انعطاف پذیر است.» گروه پژوهشی، لایه.ای با ضخامت 25 نانومتر از جنس طلا روی آن قرار داده.اند که برای ساخت مدار الگوسازی شده است. بر روی آن یک دی.الکتریک زیستی، به همراه دومین لایه.ی الگوسازی شده.ی طلا، و در نهایت نیمه.هادی زیستی ساخته شده از پنتاسین قرار می.گیرد.
بعد از ساخت تراشه، تیم ژنوه آن را با اجرای یک برنامه 16 خطی برای میانگین.گیری تغییرات مقادیر ورودی با آنچه در حافظه ذخیره شده است تست کردند. این برنامه، یک نرم.افزار برای آنچه در دومین تراشه.ی قابل انعطاف سیم.بندی شده است، محسوب می.شود. به گفته.ی ژنوه این پردازنده می.تواند شش دستور اجرایی را در یک ثانیه انجام دهد.
ژنوه امیدوار است چنین تراشه.هایی بتوانند با قیمت یک دهم مدارهای مشابه سیلیکونی ساخته شود اما برای درک این ادعا، تولیدکنندگان نیاز به تفسیر پژوهش.گران آی.مِک از لیتوگرافی نوری کنترل شده با دقت زیاد دارند تا با تکنیک تبدیل تولید با مقیاس آزمایشگاهی به مقیاس صنعتی به حالتی برسند که در سطح بزرگ قابل به.کارگیری باشد، یعنی الکترونیک چاپی.
دَن گاموتا رئیس شرکت چاپ الکترونیکی پرینتووِیت تکنولوژی (Printovate Technologies) در پالاتین، I11، می.گوید: « این امر به سختی آنچه فکر می.شود نیست.» گاموتا که در این پژوهش مشارکت نداشته است، در دهه.ی اول 2000، زمانی که در موتورولا سرپرست بود به کاربران ماشین چاپ.های تجاری آموخته بود که چگونه تکنیک.های سنتی چاپ جوهر روی کاغذ را برای ساخت نمایش.گر با الکترونیک چاپی اولیه به.کار گیرند.
او می.گوید چاپ کردن مدارهای منطقی باز هم همان ملزومات را خواهد داشت. به گفته.ی وی برای الکترونیک چاپی امروزی، همانند آنچه در گذشته برای تجهیزات روشنایی پیشنهاد شد، ضخامت ماده بسیار تعیین کننده است، اما برای مدارهای منطقی تولید کنندگان همچنین نیازمند تنظیم لایه.ها به شکل کاملاً دقیق خواهند بود. این امر علاوه بر ابزارهای جدید اندازه.گیری نیاز به برنامه.های جدید آموزش قابلیت اطمینان برای کاربران ماشین چاپ دارد. گاموتا می.گوید: «یک کاربرالکترونیک چاپی مشابه یک مکانیک است که می.داند چگونه روی یک اتومبیل فِراری کار کند، در حالی که یک چاپ.کننده.ی سنتی نحوه.ی تعمیر فورد را می.داند.»
به گفته.ی گاموتا با وجود این.که صنعت تولید در حال توسعه است، ولی او باور نمی.کند مدارهای منطقی زیستی بتوانند حتی چندصد ترانزیستور از میلیون.ها ترانزیستوری که در تراشه.های سیلسکونی امروزی به.کار می.رود را تشکیل دهد. در عوض او می.گوید در این حوزه به نظر می.رسد استفاده از مدارهای زیستی نسبت به پردازنده.های سیلیکونی مانند برنامه.ی سایدکیک یک کند ذهن است. او به عنوان مثال خرید یک شلوار جدید را با استفاده از تلفن هوشمند برای ارتباط مستقیم با مدارهای پلاستیکی که درون لباس قرار دارد را توصیف می.کند. این مدار به شما خواهد گفت که شلوار مربوطه اگر آن را بپوشید چگونه خواهد شد و به این ترتیب امکان پرو مجازی برای شما وجود خواهد داشت.
مشابه گاموتا، گِروین گِلینک که در بخش تراشه.ی آی.مک کار می.کند، معتقد است که مدارهای زیستی کار خود را به عنوان تکمیل کننده.ی سیلیکون شروع خواهند کرد. گلینک که در مراکز مختلف و مهمی فعالیت داشته است، معتقد است سرانجام شاید مدارهای زیستی پیچیده.تری در تجهیزاتی مانند نمایش.گرها، برای کاهش اندازه و قیمت این ابزارها با تراشه.های سیلیکونی "جانبی" جایگزین شود.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 337]