Drukowanie tanich żetonów

Po latach w trybie ukrycia firma założona w celu komercjalizacji technologii pierwotnie opracowanej w MIT Media Lab ogłosiła nowy proces drukowania tranzystorów do pamięci i układów logicznych, a także urządzeń analogowych do radia. Ponieważ technologia wykorzystuje komercyjny sprzęt drukarski, taki jak drukarki atramentowe, może to być tani i łatwy sposób na wytwarzanie wysokowydajnych mikroukładów.

Procesory druku: Tranzystory drukowane, takie jak ten, mogą wprowadzić mikroczipy do przedmiotów codziennego użytku. Do różnych części tranzystora, które obejmują styki elektryczne, źródło i dren (górny i dolny) oraz bramkę sterującą, stosuje się różne atramenty.

Pierwsze produkty firmy Sunnyvale z siedzibą w Kalifornii Kovio , prawdopodobnie będą jednorazowe karty inteligentne do transportu publicznego, które mogą być dostępne do końca przyszłego roku. Ostatecznie technologia ta może pomóc w realizacji szeregu zastosowań, w tym wyświetlaczy wielkości ścian.

Kovio jest jedną z wielu firm, które opracowują ultratanie alternatywy dla konwencjonalnych mikroprocesorów, zastępując konwencjonalne metody fotolitografii technikami drukowania. Takie procesy wytwarzają większe tranzystory niż konwencjonalne metody wytwarzania chipów – drukowany chip może mieć tysiąc tranzystorów, a nie setki milionów – i prawdopodobnie nie będzie konkurował z mikroukładami używanymi w komputerach lub elektronice użytkowej. Ale ponieważ drukowana elektronika jest tania w produkcji, może prowadzić do stosowania mikrochipów w wielu typowych przedmiotach, a także dużych wyświetlaczy, które pokrywają, na przykład, całą ścianę.

To, co odróżnia Kovio od większości firm z branży drukowanej, polega na tym, że wykorzystuje nieorganiczne materiały półprzewodnikowe, takie jak krzem, zamiast materiałów organicznych, takich jak polimery przewodzące. Chociaż kosztują nieco więcej, tranzystory nieorganiczne mają od 100 do 1000 razy lepszą wydajność niż tranzystory organiczne Vivek Subramanian , który pracuje nad drukowaną elektroniką organiczną na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley i jest doradcą technicznym Kovio. Materiały organiczne są tańsze i mogą być łatwiejsze w obróbce, ale materiały nieorganiczne i opracowane przez Kovio techniki przetwarzania umożliwiają na przykład produkcję urządzeń radiowych, które przełączają się z szybkością wystarczającą do spełnienia aktualnych standardów RFID.

Amir Maszkoori , dyrektor generalny Kovio, mówi, że firma może drukować pamięci i energooszczędne urządzenia logiczne CMOS, a także obwody analogowe do radiotelefonów, aby tworzyć tagi RFID, które kosztują mniej niż jeden nikiel. W tym celu opracowali różne tusze, w tym metale nanokrystaliczne do elektrod i połączeń między urządzeniami, domieszkowane półprzewodniki krzemowe i materiały izolacyjne. Proces Kovio wykorzystuje kilka rodzajów drukarek komercyjnych, w tym modele atramentowe. Po drukowaniu następuje proces utwardzania. Kovio szacuje, że jego system wymaga zaledwie 5% materiałów i jednej czwartej energii elektrycznej wykorzystywanej w konwencjonalnych procesach wytwarzania chipów, przy sprzęcie, który kosztuje jedną trzecią mniej.

Jak mówi Mashkoori, w ciągu pięciu lat koszt niektórych aplikacji może spaść do zaledwie grosza za sztukę – wystarczająco tani, aby sklepy mogły zastąpić kody kreskowe tagami RFID. Takie tagi mogą znacznie ułatwić śledzenie zapasów. W końcu konsumenci mogą być w stanie odczytać tagi za pomocą swoich telefonów komórkowych, aby potwierdzić, że produkt jest zgodny z ich ograniczeniami żywieniowymi lub utrzymać rachunek kosztów produktów w koszyku. Za przedmioty można było zapłacić, przechodząc obok czytelnika i akceptując opłaty.

Wyższa wydajność urządzeń nieorganicznych może również okazać się przydatna w przypadku organicznych wyświetlaczy LED, mówi John Rogers, profesor inżynierii materiałowej na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign. Techniki drukowania są skuteczne w rozmieszczaniu tranzystorów na dużych obszarach, dlatego są dobre do tworzenia dużych wyświetlaczy. Rzeczywiście, Rogers sugeruje, że drukowana elektronika może ostatecznie okazać się najbardziej odpowiednia do zastosowań wielkopowierzchniowych.

Proces Kovio został pierwotnie oparty na badaniach Józefa Jacobsona , profesor w MIT Media Lab. (Zobacz Wydrukuj swój następny komputer .) Jego celem było po części opracowanie procesu drukowania, który wykorzystywał niskie temperatury, zgodne z podłożami z tworzyw sztucznych, co może być przydatne do produkcji niektórych typów elastycznych wyświetlaczy. W tym celu opracował atramenty wykonane z nanocząstek półprzewodnikowych, które topią się w niższych temperaturach niż masowa postać materiałów półprzewodnikowych. Był współzałożycielem Kovio w 2001 roku, a firma niemal natychmiast przeszła w tryb ukrycia, opracowując technologię do zastosowań komercyjnych. Jednak z biegiem lat, za namową potencjalnych klientów, firma przywiązywała większą wagę do wydajności urządzeń niż do przetwarzania w niskich temperaturach. Nowe metody wykorzystują obróbkę materiałów w wyższej temperaturze po wydrukowaniu – mogą one nadal działać z elastycznym podłożem, mówi Subramanian, ale musi to być folia metalowa, a nie plastik.

Kompromis nastąpił po części ze względu na potrzebę stworzenia tagów RFID, które będą działać z aktualnymi standardami częstotliwości radiowych. Na początku firma mogła drukować tylko radia, które działały w zakresie kiloherców, mówi Waltera Bonneau , starszy wiceprezes w firmie z siedzibą w San Diego Korporacja sześcienna , która dostarcza systemy kart inteligentnych dla głównych systemów tranzytowych. Ale standardy RFID wymagały urządzeń o zasięgu megahercowym, mówi. Przejście na wyższe temperatury i urządzenia o wyższej wydajności umożliwiły osiągnięcie niezbędnych częstotliwości.

Zmiana ta pomogła przekonać Cubic do podpisania umowy na rozwój i dostawy z Kovio. (Kovio zapowiedział również taką umowę z Formy Toppan w Japonii). Technologia ta może być idealna do zastąpienia kart z paskiem magnetycznym, mówi Bonneau, które są obecnie używane do jednorazowych przepustek o ograniczonym użyciu, szybszymi i bardziej niezawodnymi kartami inteligentnymi. Obecne bezstykowe karty chipowe używane przez osoby często podróżujące w głównych systemach transportu publicznego mogą kosztować nawet 5 USD za sztukę. Ale technologia Kovio może wkrótce doprowadzić do niemagnetycznych kart inteligentnych, które kosztują pięciocentówkę.

ukryć