ARM首个柔性原生32位ARM架构微处理器问世!

OFweek电子工程网 中字

短期内无法取代硅基处理器

当然,基于塑料的芯片也有一定缺陷,它们在能源消耗、密度和性能方面效率太低。比如PlasticArm M0消耗21毫瓦的电力,但其中99%都被浪费了,只有1%被用于计算。该芯片的面积也比较大,为59.2平方毫米,这大约是基于硅的Cortex M0处理器的1500倍大小。芯片面积大还有可能造成的另外一个问题是,处理器不论是在静态还是动态下都会产生热量,通常来说,静态功耗随着芯片制程工艺的提升,晶圆上的漏电流相应也在增加;而动态功耗主要在晶体管开关的瞬间产生,会随着晶体管数量和开关频率(计算频率)显著提升。而对于PlasticArm M0这么一款采用塑料材料打造的芯片来说,芯片工作过热时也有可能出现内部有器件短路导致芯片供电电流增大等情况。

不过这一点研究团队的成员也考虑到了,Arm研究工程师詹姆斯·迈尔斯表示,PlasticArm M0的速度不会很快,也不属于节能芯片,但可以考虑将其放在生菜上进行保质期跟踪;同时我们还在寻找其他用途,比如智能包装,充当气体传感器以便于告诉人们这个东西是否安全,还能不能吃;亦或是将其用在可穿戴健康贴片上,这些都是科研团队目前正在考虑的方向。

一代材料一代器件,柔性电子技术大有可为

实际上,不论是柔性芯片,还是现在经常能见到的柔性屏幕、柔性电极,都是柔性电子技术的一种。只要是信息技术所涉及的传感、信息传输、信息处理、能源存储等多种环节都有望实现柔性化。

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(资料源自东北证券整理)

柔性电子技术的概念最早可以追溯到,上世纪60年代。当时科研人员试图用有机半导体替代硅等无机半导体,从而使有机电子器件具备柔性特点。发展至今,柔性电子技术仍处于起步阶段,研发人员很多时候也是在不断尝试,试图突破传统思路,创造新的领域和产业。

全球各国投入大量科研经费致力于柔性先进性技术工艺及材料的研发,大家侧重的方向也略有不同。比如韩国集中力量在柔性显示和柔性存储领域;日本专注于卷对卷生产工艺及材料研发;英国于2019年与印度联合研发自修复的柔性电子技术;美国开发了世界第一个柔性触摸显示器、利用石墨烯传感器探索大脑神经活动;我国重点规划柔性电子材料在制造工艺、功能材料等方面研究等等。

在OFweek电子工程网看来,目前在国内大家所关注到柔性电子材料更多的可能是在折叠手机、曲面屏等偏向于消费电子产品的场景中。但这些都只是柔性电子技术的“冰山一角”,在生物医疗领域或许更能凸显其价值。比如电子皮肤、坐骨神经电信号采集、类皮肤柔性变形传感器、碳纳米纤维泡沫柔性压力传感器、类皮肤柔性压力传感器等系列柔性医疗电子产品的推出,帮助医生在诊断或治疗病患的过程中带来了巨大助力。从国内的应用状况来看,一些研发团队和企业研制出的柔性电子产品已获得行业监管部门认证。例如,清华大学柔性电子技术团队已设计和大规模制备出价格低廉、且能够监测人体体温和心电信息的柔性电子器件,让使用者较为便捷、及时的了解各项身体信息数据,从而提早做好疾病的防控工作。

除了常规的医疗诊治以外,柔性电子技术在远程医疗、康复保健等方面也能起到很大的作用。对于一些行动不便的病患来说,借助柔性电子技术和物联网技术加持的智能手环、智能可穿戴服饰等设备,不亲自到医院也可以给医生提供病症信息,为医生远程了解病人的病情、及时发现病变因素等提供新的渠道。

参考资料:“自然”杂志论文《一种天生柔性的32位Arm微处理器》、云头条、机器之心、腾讯科技等

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