“纸”的电子魔力 展开内存组件的未来

上网时间: 2014年11月21日? 作者:Gary Hilson? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:电子纸? 内存组件? 电子组件?

现在什么东西都能用"印"的,甚至是纸上内存跟电子组件──在各家内存大厂积极推进制程技术、开发3D架构组件的此刻,研究人员展示了纸张制作内存的可能性。或许传统报纸会像电影哈利波特的魔法报纸一样,风靡大街小巷。

IEEE院士、美国辛辛那提大学(University of Cincinnati)电子工程教授Andrew Steckl曾在《IEEE Spectrum》期刊发表文章指出,纸张具备成为印刷电子组件软性材料的潜力;Steckl自2008年起就在辛辛那提大学展开以纸张制作电子组件的研究,他表示,与传统的印刷电路基板材料如塑料、玻璃或是硅相较,纸张拥有许多优势:包括可生物分解、低成本、可利用再生能源制造、重量轻又具备可挠性,而且纸张种类繁多的程度让人吃惊。

特别重要的一点是,纸张并不只是纤维──虽然它是常见元素──总是有许多额外的成分能让纸张更平滑、更宽或是更强韧,甚至能使其透明化;Steckl指出,纸张的特性需要迎合不同的需求,因此其基础元素的特性很重要,举例来说,滑顺度就是显示器组件会需要的。

对纸电子组件的研究可追溯至1960年代,当时美国西屋电气(Westinghouse)的团队做了一个实验,以纸做为薄膜晶体管基板,用以制作开关数组控制液晶显示器内的单独画素。Steckl表示,纸张在电子组件领域还有其他许多应用案例,例如制作太阳能电池、LED以及电子广告广告牌等其他种类的显示器。

“纸”的电子魔力 展开内存组件的未来_《国际电子商情》美国辛辛那提大学_1
IEEE院士、美国辛辛那提大学电子工程教授Andrew Steckl

基础电路组成元素例如线路、电阻、电容、晶体管、二极管等都能印在纸上,但内存也能吗?其实Steckl的研究并没有特别只关注以纸张印刷内存的可能性,而有一个台湾大学的研究团队曾发表过一篇论文,分享了结合喷墨与网版印刷技术,在纸张上制作小型电阻式RAM内存单元的研究成果。

上述台大研究团队成员连德轩(Der-Hsien Lien)在今年稍早接受《IEEE Spectrum》访问时表示,该团队能在纸上制作约50微米大小的内存单元,也就是可能在每一公分的范围内储存约1,000位的数据,换句话说在一张A4纸上面的内存容量约当1MB;而该团队也假设,采用配备次微米印刷性能的更高阶喷墨打印机,可进一步将A4纸张内存容量提升至1GB。

根据台大研究团队在今年8月份所发表的研究报告,他们所开发的纸张印刷内存组件(printed-paper-based memory devices,PPMD)展现了反复开关耐久性(reproducible switching endurance)、可靠的保存性、可调内存窗口(tunable memory window),以及能在极度弯折状态下运作等特性。

台大的报告指出,PPMD能应用于电子产品或生物的卷标,支持多功能、可穿戴,以及在皮肤上、生物兼容的应用;此外研究人员表示,这种纸内存具备一般硅组件没有的可抛弃性以及数据储存高安全性,也展现在数据管理(data handling)上的简易性。

研究人员相信以全印刷方式生产的PPMD制造,将带来成本与时间的节省,也可望成为实现未来全纸电路的关键组件;PPMD能直接内建于医疗生物传感器、多功能装置以及自供电系统。看来虽然印刷业逐渐凋零、人们转而阅读数字化讯息,未来的印刷电子、纸内存将让我们不至于真的成为一个"无纸化"世界!

编译:Judith Cheng

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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