Гибкий дизайн чипов через тонкопленочную электронику: модель фабрики для TFT

Проблема: кремний негибок, TFT гибок но недоиспользован

Кремниевые полупроводники — «нефть» компьютерной эры (кризис чипов подтвердил). Недостаток: нет механической гибкости. Альтернатива — тонкопленочные транзисторы (TFT) для носимых медицинских патчей, нейропроб, микрожидкостей, робототехники, гибких дисплеев, IoT. Но TFT массово производят только для дисплеев (управление пикселями) — ограничивая свободу дизайнеров чипов для инновационных гибких приложений.

Модель фабрики (foundry model) для тонкопленочной электроники

В обычной микроэлектронике фабрики (фабри) фокусируются на массовом производстве чипов на кремниевых вейферах для клиентов-дизайнеров. Проф. Крис Мэни (KU Leuven / imec) доказал: эта модель жизнеспособна и для тонкопленочной электроники.

Демонстрация: микропроцессор MOS 6502 на двух TFT-технологиях

• На вейфере: аморфный индий-галлий-цинк-оксид (a-IGZO)
• На пласте: низкотемпературный поликристаллический кремний (LTPS)
• Оба варианта: multi-project подход (разные чипы на одном субстрате по запросу дизайнеров)

Иконный 6502 (драйвер первых Apple, Commodore, Nintendo в 70-х) — «музейный экспонат», но идеален для демонстрации. Толщина <30 мкм (менее волоса) — идеально для медицинских патчей (ЭКГ, ЭМГ) — ощущение как наклейка, не как кучковатый кремниевый чип.

Значение и будущее

Производительность 6502 не сравнима с современными, но доказано: гибкие чипы можно проектировать и производить в multi-project модели, как в обычной индустрии. Мэни: «Мы не конкурируем с кремнием, хотим стимулировать и ускорять инновации на гибкой тонкопленочной электронике».

Публикация в Nature. KU Leuven, imec.