Processeur avec substrat plastique : on sait maintenant les produire en masse à bas coût

Le par Christian D.  |  4 commentaire(s) | Source : IEEE Spectrum
wafer

Pour rendre tous les objets du quotidien intelligents, le passage à des puces utilisant un substrat plastique au lieu du silicium peut être une réponse. Encore faut-il pouvoir les produire en masse à faible coût.

Utiliser du plastique plutôt que le traditionnel silicum pour créer des puces souples qui pourraient être intégrées sur tous les objets du quotidien est une piste qui pourrait résoudre un certain nombre de difficultés, notamment ceux de conformations qui n'ont plus besoin d'être planes et peuvent donc être apposées dans des objets aux formes circulaires.

L'initiative PlasticARM, fruit d'une collaboration entre ARM et la firme britannique PragmatIC qui produit des puces souples, a déjà permis de recréer un basique contrôleur ARM Cortex-M0 sans silicium et ouvre des opportunités pour le monde des objets connectés et des capteurs.

FlexiCore plastique PragmatIC

(credit : Université de l'Illinois / PragmatIC)

Toutefois, pour rendre ces composants ubiquitaires, il faut pouvoir assurer une production de masse à faible coût (idéalement 0,01 dollar). Cette problématique a fait l'objet d'une recherche associée entre PragmatIC et l'Université de l'Illinois dont les résultats viennent d'être présentés.

Pour permettre de grands volumes de production, il a fallu repenser de zéro le design des puces pour les simplifier au lieu d'essayer de copier une version silicium, opération possible à titre expérimental mais irréalisable pour de la production de masse.

Simplifier la structure pour gagner en fiabilité

Même le simple contrôleur 32-bit ARM Cortex-M0 reste trop complexe à produire à grande échelle en version plastique et les chercheurs sont donc revenus à des structures 4-bit et 8-bit pour réduire les dimensions et améliorer le rendement en production.

Sur le substrat plastique, les chercheurs ont utilisé des dépôts IGZO (oxyde d'indium, gallium et zinc) qui offrent la souplesse nécessaire pour fonctionner même en pliant la puce.

Le fonctionnement interne a également été revu de manière à n'exécuter qu'une seule instruction par cycle d'horloge afin de simplifier au maximum le design. Cela a permis de créer un coeur CPU FlexiCore 4-bit de 2104 transistors (contre plus de 50 000 pour PlasticARM).

Des wafers de puces Flexicore 4-bit et 8-bit sur substrat plastique ont été produits par PragmatIC et soumis à des tests de réveil des puces. Avec les versions 4-bit, le rendement de production atteint 81%, très largement au-dessus des essais avec d'autres techniques et des puces plus complexes qui n'obtiennent que quelques exemplaires en état de fonctionner dans le meilleur des cas.

En revanche, les tentatives avec la version 8-bit du processeur n'ont pas donné de bons rendements, la structure se montrant déjà trop complexe pour pouvoir être produite en masse avec les outils actuels.

Ces résultats sont encourageants pour le domaine de la production de puces sans support silicium et plusieurs pistes d'amélioration sont déjà à l'étude. Il reste à voir si elles pourront révolutionner l'industrie IoT par la création de capteurs plastiques très simple produits à bas coût.

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Vos commentaires

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FRANCKYIV away Absent VIP icone 59456 points
Premium
Le #2165451
Très intéressante cette actu
jrlejr offline Hors ligne Vétéran icone 1239 points
Le #2165458
La Playstation 6 en sera sûrement pourvue.
jacob13 offline Hors ligne VIP icone 7248 points
Le #2165475
Ça chauffe un circuit électrique et de mémoire le plastique se modifie à la chaleur/froid ramollissement ou durcissement. A voir sur le long terme.
vVDB1 offline Hors ligne Héroïque avatar 562 points
Le #2165505
Le 6502 qui a été entre autre intégré dans l'Apple 2 ou l'oric plus accessible avait moins de 3000 transistors.
Pour les objets connectés, il faut une radio !
C'est un autre défit de faire cela ... Il faut faire un protocole simple à bas débit.
Pour l'alimentation, il y a les Pérovskite qui s'impriment a la jet d'encre sur un support.
Nous ne sommes pas loin du Graal.
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