Eerste werkende 8-bit microprocessor op folie

Imec, Holst Centre en TNO hebben samen met hun partner Polymer Vision, als eerste ter wereld een werkende 8-bit microprocessor gemaakt door 4000 organische transistoren rechtstreeks op een flexibele plastic folie te deponeren.

Het gebruik van een goedkope organische (plastic) grondstof in plaats van het dure silicium dat traditioneel door de chipindustrie gebruikt wordt, opent de weg naar nieuwe nichetoepassingen waarbij goedkope rekenkracht gewenst is, zoals voor slimme wegwerpverpakkingen, of flexibele toepassingen zoals oprolbare beeldschermen of gebruik in textiel. 

Eerste organische microprocessor ter wereld

De plastic microprocessor is de eerste organische microprocessor ter wereld. Ook al is het momenteel tevens de traagste microprocessor ter wereld, het betekent een enorme stap vooruit. De demonstratie van deze organische microprocessor bewijst dat goedkope organische circuits in een aantal toepassingen een alternatief kunnen zijn voor het dure silicium dat vandaag courant gebruikt wordt in de chipproductie.

Slimme verpakkingen

Op gebied van snelheid en kracht zullen de organische circuits de klassieke halfgeleiders steeds moeten laten voorgaan. Maar organische halfgeleiders hebben heel wat andere voordelen. Ze zijn flexibel en kunnen gemakkelijk en goedkoop aangebracht worden op zeer grote oppervlakken. Toepassingen waarbij een circuit gedrukt worden op een verpakking, zoals nu reclame gedrukt wordt op verpakkingen, worden mogelijk. Ook slimme verpakkingen van geneesmiddelen die aangeven wanneer een medicijn ingenomen moet worden behoren tot de mogelijkheid. Of verpakkingen waarmee de authenticiteit of de versheid van een product gecontroleerd kan worden. Een pak koekjes uit de supermarkt zou kunnen tellen hoeveel koekjes je er al uit nam, en vervolgens aangeven hoeveel calorieën je reeds op hebt.

Opbouw

De organische microprocessor van imec, Holst Centre, TNO en Polymer Vision is samengesteld uit twee dunne folies (25 µm); een microprocessorfolie met 3381 transistoren (1,96 x 1,72 cm2) en een instructiecodefolie met 612 transistoren (0,72 x 0,64 cm2). De folies werden opgebouwd door organische lagen (pentaceen en isolatoren) en metalen (voor de verbindingen) afwisselend te deponeren op een flexibele ondergrond. De microprocessor werkt met een voedingsspanning tussen 10 en 20 V bij een klokfrequentie tot 6 Hz. Het vermogenverbruik bij 10 V voedingsspanning is nominaal 92 µW.