Дешевле некуда: как гибкий пластиковый микрочип создаст новый "интернет всего"

Британские ученые разработали гибкий пластиковый процессор, который можно печатать на бумаге, картоне или тканях. Они описали свое изобретение в статье для научного издание Nature. 

За последние десятилетия процессоры стали очень маленькими и достаточно дешевыми, чтобы их можно было использовать повсеместно. В то же время большинство чипов до сих пор делают на основе кремниевых пластин, используя дорогостоящие и ресурсозатратные технологии, которые занимают до восьми недель времени. Ситуацию может перевернуть разработка компании Arm, которая создает чипы на основе пластика под названием PlasticARM.

Это не первый гибкий микрочип, однако он является наиболее компактным и производительным в своем роде. PlasticARM содержит 32-битный процессор Cortex-M0 (самое дешевое и простое процессорное ядро в семействе Arm Cortex-M), а также 456 байт ПЗУ и 128 байт ОЗУ. Он включает 18 тысяч логических вентилей, а по словам производителя — это в 12 раз больше, чем у предыдущего пластикового аналога. При этом производство стоит копейки или пенни, если речь о Великобритании. 

Гибкость PlasticARM обеспечивают металлооксидные тонкопленочные транзисторы (TFT). Размещенные на гнущихся материалах, такой микрочип не сломается в отличии от кремниевых собратьев. Это позволяет дешево печатать процессоры на пластике, бумаге, картоне или тканях. 

По словам авторов, такие свойства позволят использовать PlasticARM для создания нового "Интернета всего" и реализовать возможности, которые сегодня кажутся расточительными. Например, напечать на каждой упаковке чип, который будет указывать на порчу молока. Как считают в Arm, такие процессоры будут встроены в более чем триллион объектов за следующие десять лет, чтобы собирать, обрабатывать и передавать данные через Интернет. 

Джеймс Маерс из Arm рассказал изданию New Scientist, что процессор Cortex-M0 может запускать многие программы, однако пока PlasticARM может выполнять только код изначально встроенный код. В будущих версиях инженеры планируют оборудовать микрочип гибкой и программируемой памятью. 

"Он не будет быстрым, он не будет энергоэффективным, но если я собираюсь положить его на салат, чтобы отслеживать срок хранения, то это хорошая идея. Мы все еще ищем приложения, как и те, кто занимался производством оригинальных процессоров в 1970-х годах. Речь об умной упаковке? Будут ли это датчики газа, которые скажут вам, безопасно ли что-то есть или нет? Это могут быть носимые пластыри для здоровья, это интересный проект, над которым мы работаем". 

У пластикового микрочипа есть ряд недостатков, которые не позволят ему заменить кремниевый в ближайшем будущем. PlasticARM состоит из 56 340 компонентов, занимающих площадь менее 60 квадратных миллиметров, но это все еще в 1500 раз больше, чем размер процессора Cortex M0 на основе кремния. Кроме того, он недостаточно энергоэффективный, плотный и производительный. К примеру, PlasticARM потребляет 21 милливатт энергии, но лишь 1% используется для вычислений, а 99% тратится впустую. 

Ранее ученые создали самый маленький медицинский чип, которая помещается на кончике иглы. Однокристальную систему смогут смогут вводить под кожу пациентам для отслеживания их показателей.