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Estos chips de plástico flexibles caben en lugares inusuales

Estos chips de plástico flexibles caben en lugares inusuales


Como cualquiera que diseña chips de computadora para ganarse la vida, James Myers es, en esencia, un tipo de silicio. «El silicio es brillante», dice. Brillante porque es natural semiconductor—Capaz de conducir electricidad y actuar como aislante, según las condiciones— y porque puede diseñarse a pequeña escala. Brillante porque es el segundo elemento más común en la Tierra, probablemente se adhiere a las plantas de los pies en este momento y se produce fácilmente al calentar arena. Esos atributos lo han convertido en la piedra angular de prácticamente todas las tecnologías que utilizamos en la actualidad. Gente como Myers, ingeniero de la empresa británica de semiconductores Brazo, en su mayoría pasan su tiempo pensando en cómo empaquetar más silicio en menos espacio, una marcha exponencial de miles de transistores por chip en la década de 1970 a miles de millones en la actualidad. Con Ley de moore, estamos, como dice Myers, «nadando en silicio».

Sin embargo, durante los últimos años, Myers ha estado mirando más allá del silicio hacia otros materiales, como el plástico. Eso significa empezar de nuevo desde el principio. Hace unos años, su equipo comenzó a diseñar chips de plástico que contenían docenas de transistores, luego cientos y ahora, como reportado en Naturaleza el miércoles, Decenas de miles. El microprocesador de 32 bits contiene 18.000 puertas lógicas (los interruptores eléctricos que se obtienen al combinar transistores) y los lóbulos básicos del cerebro de una computadora: procesador, memoria, controlador, entradas y salidas, etc. ¿Qué puede hacer? Piense en el escritorio de principios de la década de 1980.

¿Por qué retroceder el reloj tecnológico? Porque el silicio moderno papas fritas son obleas de electrónica quebradizas e inflexibles. Bajo estrés, crujen. Y aunque el silicio es barato y se está volviendo más barato, hay algunos casos de uso en los que puede que nunca sea lo suficientemente barato. Considere un chip de computadora colocado dentro de un cartón de leche, reemplazando una fecha de vencimiento impresa con un sensor que detecta signos químicos de deterioro. ¿Útil? Sorta! Pero solo vale la pena agregarlo a miles de millones de cartones de leche si el costo es mínimo. Una aplicación que Arm está probando es un chip montado en el pecho que monitorea a un paciente en busca de arritmia (un latido cardíaco cadencioso e inconsistente) y debe desecharse después de unas horas. Para eso, desea una computadora que sea barata pero, lo que es más importante, una que se doble. “Necesita moverse contigo y no salirse”, dice Myers.

En teoría, varios materiales podrían satisfacer esas necesidades. Los investigadores han construido transistores a partir de materiales orgánicos y han diseñado sustratos (esa es la oblea en la que entran los transistores) con láminas de metal e incluso papel. El chip que describió el equipo de Myers el miércoles está compuesto por “transistores de película delgada” hechos de óxidos metálicos, una mezcla de indio, galio y zinc, que pueden hacerse más delgados que sus contrapartes de silicio. El sustrato es poliimida, una especie de plástico, en lugar de una oblea de silicio. Es barato, delgado y flexible, y también un poco complicado de diseñar. El plástico se derrite a una temperatura más baja que el silicio, lo que significa que algunas técnicas de producción que involucran calor ya no son utilizables. Y los transistores delgados pueden contener imperfecciones, lo que significa que la energía no se mueve por los circuitos de la forma que esperan los fabricantes de chips. En comparación con los chips modernos, el diseño también consume mucha más energía. Estos son los mismos problemas que acosaron a los fabricantes de chips en las décadas de 1970 y 1980, señala Myers. Ahora puede simpatizar con sus colegas mayores.

En comparación con los miles de millones que se encuentran en los modernos procesadores de silicio de 64 bits, 18.000 puertas no parece mucho, pero Myers habla de ellas con orgullo. Seguro, el microprocesador no hace mucho; simplemente ejecuta un código de prueba que escribió hace cinco años que asegura que todos los componentes estén funcionando. El chip puede ejecutar el mismo tipo de código que uno de los procesadores comunes basados ​​en silicio de Arm.

Esa coherencia con los dispositivos de silicio es clave, explica Catherine Ramsdale, coautora de la investigación y vicepresidenta senior de tecnología en PragmatIC, que diseña y produce chips flexibles con Arm. Si bien los materiales son nuevos, la idea es tomar prestado tanto como sea posible del proceso de producción de chips de silicio. De esa manera, es más fácil producir chips en masa y mantener bajos los costos. Ramsdale dice que estos chips pueden costar alrededor de una décima parte de los chips de silicio comparables, debido al plástico barato y las necesidades reducidas de equipo. Es, sí, una forma “pragmática” de hacer las cosas, dice.



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