Flexicore: Biegsame Billig-CPUs aus Plastik

Halbleiter aus Kunststoff sollen alle möglichen Alltagsgegenstände "smart" machen. Ein neuer Ansatz ermöglicht das mit Kosten von weniger als 1 Cent pro Chip.

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(Bild: cherezoff / Shutterstock.com)

Von
  • Mark Mantel

Ein Forschungsteam der University of Illinois hat einen Mini-Prozessor aus flexiblem Kunststoff entwickelt, der sich für weniger als einen Cent pro Chip herstellen lässt. Er soll als Grundlage dienen, um allerlei Alltagsgegenständen ein bisschen Rechenleistung zu verleihen – bis hin zur Getränkeflasche im Supermarkt.

Die größte Hürde war bislang die Komplexität von Plastikprozessoren und daraus resultierend eine schlechte Fertigungsausbeute funktionstüchtiger Chips, was wiederum die Kosten hochtrieb. Kunststoff ist zwar günstiger und biegsamer als normalerweise eingesetztes Silizium, gleichzeitig aber auch fehleranfälliger in der Fertigung.

Deswegen haben die Verantwortlichen ein eigenes Mikrocontroller-Design mit dem Namen Flexicore entwickelt. Die kompaktere Version misst gerade einmal 5,6 mm², besteht aus nur 2104 Dünnfilmtransistoren und verarbeitet Daten mit vier Bit. Damit kann der Flexicore einfachste Instruktionen für simple Rechenaufgaben abarbeiten – Anwendungsbeispiele nennt das Forschungsteam allerdings keine. Er lässt sich im Radius von wenigen Millimetern biegen. Eine schnellere 8-Bit-Version wird in der Vorstellung angesprochen, aber nicht weiter detailliert.

Ein IGZO-Wafer mit Flexicore-Mikrocontrollern: Ein einzelner Flexicore ist unter anderem mit einer ALU und einem winzigen Cache äußerst simpel aufgebaut.

(Bild: University of Illinois / PragmatIC Semiconductor)

Die Fertigung übernimmt PragmatIC Semiconductor mit dem halbleitenden Metalloxid Indium-Gallium-Zinkoxid (IGZO) als Basis, das bislang einige Display-Hersteller für ihre IPS-Panels verwenden. PragmatIC Semiconductor arbeitete schon am PlasticARM mit, bei dem ARM eine Plastikversion des Microcontroller-Kerns M0 entwarf.

Mit 32-Bit-Instruktionen, 56.340 Transistoren und einer Chipfläche von 59,2 mm² allein für den M0-Kern ist die Produktion allerdings alles andere als wirtschaftlich für Quasi-Wegwerf-Gegenstände. Das Forschungsteam hinter dem Flexicore behauptet daher nun, den ersten in der Masse einsetzbaren Plastikprozessor kreiert zu haben.

(mma)