美國創(chuàng )新型3D打印芯片可容納7000倍存儲器

　　隨著(zhù)日常生活用品越來(lái)越多地嵌入可互連、通信和傳遞信息的技術(shù)，科學(xué)家正面臨挑戰，需要找到更好的方法使這些物品變得更加 “靈巧”和互連。美國空軍研究實(shí)驗室(AFRL)和美國半導體公司通過(guò)結合美國硅制造業(yè)在嚴格電子產(chǎn)品領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識和在高性能電子3D打印領(lǐng)域的創(chuàng )新進(jìn)展，實(shí)現了全新的柔性聚合物上硅(Silicon-on- polymer)。

　　近日，AFRL和美國半導體公司合作研發(fā)的全球首個(gè)柔性系統級芯片(SoC)獲得2017 IDTechEx Show可穿戴技術(shù)組“最佳新材料或器件研發(fā)獎”，表彰其作為可穿戴器件使能技術(shù)的一個(gè)重要進(jìn)展。對于獲獎，AFRL材料和制造司令部研究科學(xué)家Dan Berrigan博士說(shuō)：“能夠被認可為全球最佳之一，有力地證明了軍民合作在滿(mǎn)足空軍需求方面的優(yōu)勢。”

　　Berrigan表示，此次技術(shù)進(jìn)展的獨特之處并不僅僅是新芯片的柔性，而是實(shí)現了一個(gè)帶有存儲器的微控制器，能夠控制系統和收集數據以滿(mǎn)足未來(lái)使用。這是有史以來(lái)最復雜的柔性集成電路，它的存儲能力是其它任一商用柔性器件的7000倍。

　　不再是過(guò)去那種大體積芯片，新的微控制器變得柔性和靈活，這使得其能夠集成到更多系統上，如用于水合作用和疲勞監控的可穿戴器件，以及用于受傷士兵或老人的軟性機器人中。Berrigan指出，“這有助于將可穿戴傳感器帶入‘物聯(lián)網(wǎng)’?，F在你能夠監控類(lèi)似水合作用等級、溫度、手臂彎曲的壓力等。它能夠對一個(gè)系統進(jìn)行開(kāi)和關(guān)，還能從傳感器中收集數據并保存在存儲器中。我們能夠將其纏繞在一個(gè)燃料囊傳感器上來(lái)檢測泄露情況，使用其監測彈藥庫存，甚至通過(guò)溫度感知來(lái)增強冷鏈監管。增強物流只是滿(mǎn)足空軍需求的多種方式之一。”

　　Berrigan表示，“通常硅基集成電路都是脆的，如果用于惡劣環(huán)境，需要通過(guò)封裝進(jìn)行保護。當我們尋求將這些器件放入一個(gè)柔性的封裝中，將能夠實(shí)現惡劣環(huán)境下的正常工作。通過(guò)與美國半導體的合作，我們可對硅集成電路進(jìn)行減薄直至其變得柔軟，但仍能維持電路功能，這使我們能夠將微控制器放置在我們以前無(wú)法放置的地方。”

　　新型微控制器的另一好處是正幫助美國硅制造業(yè)發(fā)展以滿(mǎn)足未來(lái)需求。Berrigan補充道，“當前歐洲的產(chǎn)業(yè)基礎正聚焦于打印所有這些器件類(lèi)型，而我們正幫助美國硅制造團體轉變其柔性能力，并以低成本與3D打印集成電路進(jìn)行集成，這是美國制造的獨特能力。”

　　在研發(fā)這些器件為期一年的工作中，受到了國防部“快速反應技術(shù)辦公室”的部分資金支持，該辦公室支持新型技術(shù)展示來(lái)加速解決方案的轉化，滿(mǎn)足現有和未來(lái)士兵需求。