Британские разработчики из Arm Holdings и PragmatIC Semiconductor представили первый 32-битный компьютерный чип, который использует пластик вместо кремния в качестве основного материала. Новый подход упростит производство продвинутой электроники — пластик значительно мягче кремния, поэтому может быть легко интегрирован в складные и гибкие устройства. Дополнительное преимущество — микросхема крайне энергоэффективна и потребляет всего 21 милливатт энергии в час.

Как объяснили разработчики, кремний выступает в качестве главного материала при производстве полупроводниковых микросхем по нескольких причинам. В первую очередь это связано с тем, что кремний — второй по распространенности элемент на планете, а значит он дешевый и легко добывается в больших количествах. При этом он одновременно подходит для работы в виде проводника и изолятора энергии — в зависимости от того, что необходимо инженерам.

Однако — в комплекте с очевидными преимуществами — у кремния есть ряд критических недостатков. Главная проблема — кремний жесткий и хрупкий, поэтому не подходит для производства полностью сгибаемых и скручиваемых устройств, например, при производстве умной одежды. Новая микросхема PlasticARM лишена этих недостатков — британским инженерам удалось запустить простейшие компьютерные процессы на чипе, подложка которого не содержит ни грамма кремния.

Авторы проекта описали свою технологию как «самую сложную гибкую интегральную схему, построенную на металлооксидных TFT», пишет SiliconAngle. TFT — это тонкопленочные транзисторы, которые могут быть установлены на гибкие поверхности.

Разработчики утверждают, что новая система позволит снизить стоимость производства компьютерных процессоров и откроет ряд новых возможностей для отрасли «интернета всего», объединяющей интернет вещей и обычную электронику.

Микропроцессор построен на базе чипа ARM Cortex-MO+, поддерживающего архитектуру ARMv6-M. Он поставляется с 18 тыс. логическими вентилями и обладает как внутренней памятью, так и контроллером питания. В ходе серии испытаний инженеры подтвердили, что PlasticARM способен самостоятельно запускать программы из своей внутренней памяти. Будущие версии такой микросхемы могут быть масштабированы до 100 тыс. логических вентилей.

Разработчики также отметили, что новая микросхема по мощности вычислений заметно уступает классическим процессорам из кремния, но этот недостаток компенсируется нестандартными сценариями применения. Из-за низкой стоимости пластиковые чипы могут быть использованы для изготовления одноразовых продуктов — например, для умных бутылок для молока со встроенным чипом, который будет анализировать свежесть содержимого. И таких вариантов применения пластиковых чипов в торговом обороте и производстве продуктов питания могут быть тысячи.

Еще один возможный сценарий предполагает промышленное производство умной одежды. Куртки со встроенными PlasticARM смогут определять температуру на улице и расширять или уменьшать пространства между волокнами, чтобы пользователь чувствовал себя комфортнее. Кроме того, за счет низкого энергопотребления, микросхема может быть использована в виде имплантируемого датчика — для круглосуточного мониторинга самочувствия пациентов в больницах.