پژوهشگران اروپایی از 4,000 ترانزیستور پلاستیکی برای ساخت پردازندههایی پلاستیکی به اندازه دو سانتیمتر مربع استفاده کردهاند.
به نظر جن جنو (Jan Genoe)، یکی از اعضای مرکز نانوفناوری IMEC واقع در شهر لئوون (Leuven) بلژیک، استفاده از مواد پلاستیکی در مقایسه با سیلیکون، مزایایی از جمله قیمت کمتر و همچنین انعطاف قطعات و در نتیجه امکان خمش بیشترشان را در بر خواهد داشت. کار ساخت این تراشههای پلاستیکی توسط جنو و همکارانش، مشارکت پژوهشگران سازمان تحقیقاتی TNO و پشتیبانی شرکت Polymer Vision (سازنده صفحات نمایش) انجام شده است.
در حال حاضر این پردازنده پلاستیکی قادر به اجرای یک برنامه ساده شامل 16 دستورالعمل است. فرمانها در ورقه دوم تراشه که از مدارهای پلاستیکی پوشیده شده، قرار دارند. این ورقه میتواند برای «بارگذاری برنامه» به پردازنده متصل شود که در نتیجه امکان محاسبه میانگین مشخصی از سیگنالهای ورودی در حال اجرا را به پردازنده میدهد. پردازنده ساخته شده سرعتی معادل شش هرتز دارد که میلیونها بار کندتر از پردازندههای معمول امروزی و در بهترین حالت تنها قادر به پردازش هشت بیتی اطلاعات است.
مدتها پیش برای ساخت نمونههایی از صفحات نمایش الئیدی و برچسبهای RFID از ترانزیستورهای زیستی (Organic) استفاده شده بود اما این اولین بار است که پژوهشگران موفق به ساخت پردازنده و تراشه حافظه با استفاده از این مواد شدهاند. پردازنده و حافظه ساخته شده در کنفرانس ISSCC در شهر سان خوزه (San Jose) کالیفرنیا در معرض دید عموم قرار گرفتند.
روش کلی ساخت این پردازنده بدین صورت است که کار با بهکارگیری ورقهای به ضخامت بیست و پنج میکرومتر از پلاستیک منعطف (شبیه ورقه نازک دور ساندویچ!) آغاز میشود. در گام دوم لایهای از الکترودهایی از طلا در بالای ورقه قرار گرفته، سپس لایهای پلاستیکی آن را پوشانده و در نهایت با اضافه شدن ورقهای دیگر از الکترودهای طلایی و نیمهرساناهای پلاستیکی، موجبات ساخته شدن 4,000 ترانزیستور پردازنده فراهم میشود.
جنو معتقد است در آیندهای نه چندان دور، ساخت چنین پردازندههایی با «چاپ» ترکیبهای ارگانیکی از این دست، مشابه با سازوکار چاپ با چاپگرهای جوهری فعلی، بهسادگی فراهم خواهد شد و هزینه تولید و بهای فروش بسیار کمتری هم خواهد داشت. وی ادامه میدهد: «برای ساخت ترانزیستورهای زیستی در اندازههای کوچکتر که از نظر فیزیکی هم معیوب نباشند، به پیشرفتهای بیشتری نیاز داریم. در حال حاضر در شرایط آزمایشگاهی تنها موفق به ساخت ترانزیستورهای پایداری به اندازه 10 میکرومتر شدهایم.»
ساخت پردازندهها با استفاده از ترانزیستورهای پلاستیکی چالش بزرگی است. متاسفانه، بر خلاف پردازندههای کریستال سیلیکونی، تضمینی برای عملکرد یکسان ترانزیستورهای پلاستیکی وجود ندارد. به عبارت دیگر ترانزیستورها واکنش متفاوتی نسبت به سیگنالها از خود بروز میدهند. تفاوت واکنش این ترانزیستورها به خاطر استفاده از پنتاسین (ورقههای متشکل از هیدروژن و کربن) است. آقای جنو ادامه میدهد:«در این نوع ترانزیستورها، هیچ دو ترانزیستوری مثل هم عمل نمیکنند. در نتیجه، به تحقیق و بررسی بیشتری برای شبیهسازی فرآیند تغییر ترانزیستورها نیازمندیم تا نهایتا موفق به کشف الگویی شویم که کمترین خطای ممکن را داشته باشد.»
البته پردازندهها و حافظههای پلاستیکی راه درازی را تا تولید انبوه در پیش دارند. «یکی از مشکلات سر راه این است که مواد زیستی سرعت پردازش اطلاعات را با محدودیت زیادی مواجه میکنند. وی چشم به راه روزی است که شرکتها استفاده از سیلیکون را به خاطر قیمت بالا و همچنین انعطافناپذیری فیزیکی کنار بگذارند. از قراین چنین برمیآید که استفاده از مواد زیستی هزینه ساخت پردازندهها و حافظهها را ده برابر کاهش خواهد داد.»
افزودنی است که در پروژهای دیگر، وی ژنگ (Wei Zhang) که در دانشگاه مینهسوتا (Minnesota) روی قطعات الکترونیکی زیستی کار میکند، به همراه همکارانش موفق به ساخت اولین تراشه حافظه زیستی از نوع DRAM شده که از آنها به منظور ذخیرهسازی کوتاهمدت دادهها استفاده میشود. این حافظه 24 میلیمتر مربعی توسط گردآوری چندین لایه از «جوهر» زیستی ساخته شده و قادر به ذخیرهسازی 64 بیت از اطلاعات است.
| < قبلی | بعدی > |
|---|