3D-Druck vergrößert Speicherkapazität von flexiblen Siliziumchips um das 7.000-Fache
In einer Kooperation zwischen dem Air Force Research Laboratory und American Semiconductor wurde ein flexibler Silizium-auf-Polymer-Chip mit mehr als 7.000-facher Speicherkapazität der derzeit auf dem Markt erhältlichen, flexiblen Siliziumchips hergestellt. Bei der Herstellung wurden die Vorteile flexibler Hybridelektronik, die traditionelle Fertigungstechniken mit dem 3D-Druck von Elektronik kombiniert, um dünne, flexible Halbleiter zu schaffen, die schon bald in tragbaren Geräten, in der Anlagenüberwachung oder in der Logistik Anwendung finden könnten.
Wozu dienen diese flexiblen Siliziumchips?
Siliziumchips, die heute in fast jedem elektronischen Gerät zu finden sind, sind oft starr und spröde. Während dies für Computer und Smartphones, die die Chips in einer schützenden Hülle unterbringen, normalerweise kein Problem ist, erfordert das Aufkommen des „Internets der Dinge“ flexiblere Siliziumchips, da immer mehr Objekte in die Geräte integriert werden.
Der Forscher Dan Berrigan. Bild via US AFRL
„Wenn wir diese Art von Geräten flexibel machen wollen, agiert die Starrheit der Chips gegen uns„, erklärte Dr. Dan Berrigan, ein Forscher des AFRL Materials and Manufacturing Directorate. Stattdessen könnte ein flexibler Chip als ein Mikrocontroller mit einem Onboard-Speicher für eine beliebige Anzahl von Objekten fungieren, der in der Lage ist, das System zu steuern und auch Daten zu sammeln. „In Zusammenarbeit mit American Semiconductor haben wir integrierte Schaltkreise aus Silizium genommen und so dünn gefertigt, bis sie flexibel waren, aber immer noch in der Lage waren, die Schaltfähigkeit aufrechtzuerhalten. Dies erlaubt uns nun, die Mikrocontroller – im Wesentlichen Minicomputer – an Orten zu platzieren, wir wir dies zuvor nicht konnten. „
Malcolm J Thompson von American Semiconductor mit einer dünnen Siliziumscheibe. Foto via US-Handelsministerium.
Die Herstellung dieser flexiblen Siliziumchips war dank der Expertise von AFRL im Bereich des 3D-Drucks mit Elektronik möglich. Hierbei wird eine dehnbare elektronische Silbetinte über einem Substrat extrudiert und im Anschluss kleine elektronische Komponenten entsprechend darauf platziert. „Die flexiblen Siliziumchips sind zudem in der der Lage, ein System ein- und auszuschalten, Daten von einem Sensor zu sammeln und zu speichern „, erklärt Berrigan. „Wir können diese Art von Chip um einen Tanksensor wickeln, um Lecks zu erkennen, ihn zur Überwachung des Munitionsinventars zu verwenden und sogar die Überwachung der Kühlkette durch Temperaturmessung zu verbessern. Die Verbesserung der Logistik ist nur eine von vielen Möglichkeiten, wie diese Bemühungen dazu beitragen können, die Bedürfnisse der Air Force zu erfüllen. „
Wenngleich in diesem Falle überwiegend von einer militärischen Nutzung dieser flexiblen Siliziumchips die Rede ist, so ist doch davon auszugehen, dass diese Chips mit ihrer extrem großen Speicherkapazität auch ihren Weg in die zivile Nutzung finden werden. Weitere Informationen zu diesem Thema erhalten Sie in dem entsprechenden Artikel des Air Force Research Laboratorys.
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