柔性32比特微处理器问世

——推动低成本、全柔性智能集成系统发展

[2021-07-28]

       科技日报北京7月21日电 （记者张梦然）据英国《自然》杂志21日发表的一项电子学最新进展，英国一个科研团队报告称，他们结合金属氧化物薄膜晶体管和柔性聚酰亚胺，制成了一种柔性32比特微处理器，这一设备的问世推动了低成本、全柔性智能集成系统的发展。

　　从笔记本电脑到汽车，再到各种智能设备，微处理器都是所有电子设备的核心组件。在近50年前，英特尔创造了世界上第一个商业化的微处理器：一种4位CPU（中央处理器），具有2300个晶体管，只能进行简单的算术运算。目前最先进的硅64位微处理器拥有300亿个晶体管，使用7纳米工艺技术制造。时至今日，微处理器已经深深地嵌入我们的文化中，以至于它已成为一项“元发明”，也就是说，它是一种允许实现其他发明的工具。

　　不过，计算设备虽被传统硅技术主导，但硅处理器的成本以及柔性不佳，限制了其在日常智能应用制造上的可行性，如食品包装和服装等。柔性电子产品能解决这些问题，但生产柔性微处理器，还要有足够多晶体管进行有意义的计算，这一直都是个巨大难题。

　　在位于英国剑桥的芯片设计公司安谋（Arm Ltd），研究人员艾姆里·奥泽、约翰·比基思及他们的同事，此次结合了金属氧化物薄膜晶体管和柔性聚酰亚胺（一种高功能塑料），制成了完全柔性的32比特微处理器，被称为“PlasticARM”。

　　该处理器被集成在一个可从内部存储器运行的电路内，当前版本在装配之后不能更新，不过研究团队认为，未来迭代能实现可编程的存储器。

　　研究人员表示，“PlasticARM”处理器拥有更多晶体管，比此前金属氧化物薄膜晶体管构成的最佳柔性集成电路多12倍的逻辑门，这一纤薄、低成本的柔性微处理器或可为日用品的智能化开拓道路。

总编辑圈点

　　接收指令、执行指令，与外界存储器和逻辑部件交换信息，这些操作都是微处理器的职责范围。和传统的中央处理器相比，微处理器体积小、重量轻、容易模块化，不过技术上还存在一定瓶颈——因为“增加仅仅一个比特，就会将电路的复杂性增加两倍”。像本文中的32比特，无疑在研发过程中，每件事都会变得更“难搞定”。而且一直以来，微处理器制造所用的材料基本上都是硅，此次新材料的加入使其多了“柔”的特性，结合它的实用性，这一新成果可极大推动智能设备、物联网等应用领域的发展。