25.10.2021

Первый гибкий процессор Arm. Что о нём известно и где будет использоваться?

Компания ARM создала полностью рабочий гибкий микропроцессор, в составе которого не используется кремний. Рассказываем подробности.

Первый гибкий процессор Arm

Устройство чипа PlasticArm

Гибкие электронные компоненты разрабатываются уже десятки лет. Различные датчики, запоминающие устройства и светодиоды доступны в виде перспективных прототипов либо уже применяются в готовых решениях (вспомнить хотя бы складные смартфоны).

Для создания полностью гибких электронных устройств не хватало центрального элемента — соответствующего микропроцессора. Точнее, системы на чипе (SoC). Решением этой задачи занимались как минимум с 2013 года. Работы вела и компания ARM, и другие крупные игроки вроде American Semiconductors.

Одним из направлений проектирования была так называемая гибридная интеграция: тонкие кремниевые пластины нарезали на отдельные кристаллы и размещали на гибкой подложке. Но подобные чипы оказались дорогими в производстве.

ARM пошла по другому пути, заменив MOSFET-транзисторы на кремниевой подложке гибкими тонкоплёночными транзисторами (TFT). Но как разместить достаточное число TFT на малой площади? Поиски ответа заняли у британской корпорации свыше 10 лет. ARM завершила создание процессора в октябре 2020 года, но подробности раскрыла только сейчас.

Первый гибкий процессор Arm
Изображение: nature.com

Микрофотография чипа PlasticARM показана на рисунке 1d. Гибкие процессоры изготавливаются методом нанесения TFT на основе оксида индия, галлия, цинка (IGZO) на полиамидную пластину. С точки зрения архитектуры это 32-битная версия Cortex-M0 со 128 байтами оперативной памяти и 456 байтами ПЗУ. Звучит не слишком впечатляюще, особенно если сравнивать с обычными кремниевыми SoC, однако для гибких решений это большой прогресс. Инженеры ARM утверждают, что модель в 12 раз сложнее, чем такая же разработка предыдущего поколения.

Где пригодится гибкий чип PlasticArm?

На скорый выход гибких смартфонов или часов с такими процессорами рассчитывать не стоит, поскольку представленный чип недостаточно производителен для этого. Кроме того, в новой SoC необходимо реализовать более сложную 64-битную архитектуру.

Одно из главных преимуществ PlasticArm — низкая стоимость производства. По словам представителей английской компании, дешёвые ультратонкие чипы легко встроить в фитнес-трекеры, смарт-часы, устройства интернета вещей и другие гаджеты.

«Рынкам откроются новые возможности и интересные варианты использования, будь то смарт-датчики, умные этикетки и даже упаковки. Применение таких технологий поможет сократить отходы и будет способствовать развитию экономики замкнутого цикла», — описывает сферу применения гибких процессоров Джон Биггс, один из ведущих специалистов ARM Research.

По мнению Биггса, наибольшее влияние гибкий чип окажет на здравоохранение. PlasticArm удобно наносить на кожу для создания умных одноразовых систем мониторинга здоровья.

Первый гибкий процессор Arm

Подробнее о перспективной наработке ARM можно прочитать в статье научного журнала Nature.

Поделиться ссылкой: