211service.com
Polymerová paměť
Zatímco výrobci mikročipů stále více a více lisují z křemíku, nejdramatičtější vylepšení v elektronickém průmyslu by mohla pocházet ze zcela jiného materiálu: plastu. Laboratoře po celém světě pracují na integrovaných obvodech, displejích pro ruční zařízení a dokonce i na solárních článcích, které se spoléhají na elektricky vodivé polymery – nikoli křemík – pro levné a flexibilní elektronické součástky. Nyní se dva přední světoví výrobci čipů předhánějí ve vývoji nového materiálu pro tento plastový mikroelektronický arzenál: polymerové paměti.
Advanced Micro Devices of Sunnyvale, CA, spolupracuje se společností Coatue, startupem ve Woburn, MA, na vývoji čipů, které ukládají data spíše do polymerů než do křemíku. Podle generálního ředitele Coatue Andrewa Perlmana by tato technologie mohla vést k levnější a hustší alternativě k čipům flash paměti – typu paměti používaného v digitálních fotoaparátech a přehrávačích MP3. Mezitím Intel spolupracuje s Thin Film Technologies ve švédském Linkpingu. podobnou vysokokapacitní polymerní paměť.
Tento příběh byl součástí našeho vydání ze září 2002
- Viz zbytek čísla
- předplatit
Výroba polymerní mikroelektroniky je potenciálně mnohem levnější než výroba křemíkových zařízení. Namísto mnohamiliardového výrobního zařízení, které leptá obvody na křemíkový plátek, by výrobci mohli nakonec použít inkoustové tiskárny k rozstřikování obvodů z tekutého polymeru na povrch. Polymerová paměť přichází s dalším bonusem: na rozdíl od paměti ve vašem PC uchovává informace i po vypnutí napájení. Taková energeticky nezávislá paměť nabízí potenciální výhody – v neposlední řadě vyhlídka na to, že už nikdy nebudete muset čekat, až se počítač spustí – a řada výzkumníků pracuje na různých přístupech (viz Magnetic Random-Access Memory, TR červenec/srpen 2002). Ale polymerová paměť by mohla potenciálně uložit mnohem více dat než jiné energeticky nezávislé alternativy.
Polymerová paměť ukládá informace zcela jiným způsobem než křemíková zařízení. Namísto kódování nul a jedniček jako množství náboje uloženého v buňce ukládají čipy Coatue data na základě elektrického odporu polymeru. Pomocí technologie licencované Kalifornské univerzity v Los Angeles a Ruské akademie věd v Novosibirsku vyrábí Coatue každou paměťovou buňku jako polymer vložený mezi dvě elektrody. Aplikace elektrického pole na článek snižuje odpor polymeru, a tím zvyšuje jeho schopnost vést proud; polymer si udržuje svůj stav, dokud není aplikováno pole opačné polarity, aby se jeho odpor zvýšil zpět na původní úroveň. Různé stavy vodivosti představují bity informací.
Coatueovy polymerní paměťové buňky jsou asi čtvrtinové velikosti konvenčních křemíkových článků. A na rozdíl od křemíkových zařízení lze polymerní články skládat na sebe a vytvářet trojrozměrnou strukturu. Tato architektura by se mohla promítnout do paměťových čipů s několikanásobnou úložnou kapacitou než flash paměť. Do roku 2004 Coatue doufá, že bude mít na trhu paměťové čipy, které dokážou uložit 32 gigabitů, čímž překoná flash paměť, která by do té doby měla pojmout asi dva gigabity.
Ale přeměnit polymerovou paměť na komerční produkt nebude snadné. Paměťové technologie si konkurují nejen kapacitou úložiště, ale také rychlostí, spotřebou energie a spolehlivostí. Problémem je splnit všechny požadavky současných křemíkových paměťových čipů, říká Thomas Theis, ředitel fyzikálních věd ve Watson Research Center společnosti IBM v Yorktown Heights, NY. Dokud nebudou nové paměťové materiály schopny konkurovat vysokému výkonu křemíku, poznamenává Theis, pravděpodobně budou omezeny na specializované aplikace.
Jedno pravděpodobné použití je v jednorázové elektronice, kde je rozhodujícím faktorem cena, nikoli výkon. Výzkumníci z Bell Laboratories společnosti Lucent Technologies pracují na polymerových paměťových zařízeních pro použití v identifikačních štítcích. Polymerová paměť vyrobená v Bell Labs je na křemíkové standardy stále relativně pomalá a předpokládaná kapacita je pouze v řádu kilobitů. Ale, říká chemik z Bell Labs Howard Katz, flexibilní a levná zařízení s polymerovou pamětí by mohla být velmi atraktivní pro, řekněme, identifikační štítky určené k vyhození po několika použitích.
Jak technologie polymerových pamětí postupuje, mohla by připravit cestu k počítačům vyrobeným výhradně z plastových elektronických součástek, od displeje až po logický čip. To může být desetiletí pryč, ale jak výzkumníci posouvají hranice polymerů, vize se zdá méně přitažená za vlasy. A v krátkodobém horizontu Coatue říká, že jeho polymerová paměť by mohla být integrována do stávající křemíkové infrastruktury. Revoluce již začala, říká chemik MIT Tim Swager, vědecký poradce Coatue.