Hoofdcategorieën
Device Settings

Europese onderzoekers ontwikkelen organische microprocessor

Door Pieter Molenaar, maandag 28 februari 2011 14:06, views: 14.939

Europese onderzoekers hebben de eerste microprocessor op basis van organische halfgeleiders ontwikkeld. De 8bit-processor telt 4000 transistors en is gemaakt op een flexibel substraat. De organische processor zou goedkoop te produceren zijn.

De onderzoekers van het Belgische nanotechonderzoeksinstituut Imec in Leuven moesten vooral een manier vinden om het relatief onvoorspelbare schakelgedrag van de organische transistors in goede banen te leiden. Transistors op basis van silicium hebben een monokristallijne structuur, waardoor het voltage waarboven stroom door de transistor gaat lopen bekend is. Bij de polymeerstructuren van de organische chip kan deze threshold-waarde variëren.

Jan Genoe, projectleider van het onderzoeksteam, en collega Kris Myny, hebben de klus geklaard door gebruik te maken van een extra gate achter elke organische transistor. Dit voorkomt dat de  transistors onbedoeld schakelen. De organische chip is gemaakt op een flexibel substraat van polyethyleen-naftaleen met een dikte van 25 micrometer. Daarbovenop is een laag goud van dezelfde dikte aangebracht, met het patroon voor de routering, gevolgd door een organische isolatielaag en een tweede goudlaag met patroon. De laatste stap is het aanbrengen van de organische halfgeleider.

De onderzoekers denken dat organische chips een tiende kunnen kosten van vergelijkbare chips in silicium, maar dan moet wel de laboratoriumopstelling op basis van lithografie bij het Imec vertaald worden naar een productieproces op basis van geprinte elektronica. Door de flexibiliteit van de organische chip van Imec is gebruik in bijvoorbeeld kleding mogelijk.

Het is niet waarschijnlijk dat organische chips de huidige silicium processors zullen vervangen. De huidige printtechnieken voor de organische transistors benaderen niet de kleine structuren die met de nieuwste lithografieprocessen mogelijk zijn, waardoor het maximumaantal transistors op een organische chip beperkt blijft. Ook zijn organische chips domweg niet snel genoeg. Zo haalt de door Genoe en Myny ontwikkelde chip een verwerkingssnelheid van slechts zes instructies per seconde.

Plastic processor

Volgende 14:43 Comcast belooft iptv-concurrenten niet te hinderen
Vorige 13:33 NVER: bijna 30 procent minder cd-winkels dan 11 jaar geleden
Advertentie

Reacties

«  1  2  »

Zijn ze wel een tijdje mee bezig geweest, krijgen we straks een Tuxedo hype, nu maar zorgen dat ze goed werken en betaalbaar worden.

Ik denk dat ze eerst getest zullen worden in mobieltje`s.

Het is niet waarschijnlijk dat organische chips de huidige silicium processors zullen vervangen

Nu zowiezo nog niet, dit zal zeker in de verre toemomst een waardige vervanger moeten zijn!

Hoe kom je daar eigenlijk op? Zelfs als dit systeem enige marktwaarde had en de ontwikkeling vergelijkbaar zou lopen met die van silicium, dan zou het nog minstens 40 jaar duren voordat ze op hetzelfde nivo zitten als de processoren van nu.

Het gaat hier om een leuke "proof-of-concept", maar de gebruikte technieken zullen verder geen praktische waarde hebben. Ook de wetenschappelijke waarde van dit project is nihil.

Niet dat we geen organische computers (of sorts) zullen krijgen in de toekomst, maar die zullen niet gebaseerd zijn op uitkomsten van dit onderzoek.

Rare aanname. Jij gaat er dus van uit dat de kennis die we de afgelopen 40 jaar hebben opgedaan bij processor ontwikkeling gewoon uit het raam wordt gegooid en er van scratch wordt begonnen. Het wiel opnieuw uitvinden dus.

Denk dat ze de kennis wel kunnen toepassen. Vraag me alleen af of het de tijd en geld waard zal zijn.

Haha klopt hoe verder we in de tijd gaan hoe sneller innovatie mogelijk is.
Van de ontdekking van vuur naar de ontdekking van het wiel duurde namelijk ook beduidend langer dan van de rotor aangedreven vliegtuig naar de straal aangedreven vliegtuig. Misschien een wat apart voorbeeld maar ik hoop dat het punt duidelijk is :P

Het helemaal opnieuw beginnen is wellicht geen gek idee, dan kunnen we misschien een hoop beperkingen van de huidige techniek achter ons laten.

Welke beperkingen heb je het nu over? Ik dacht dat (silicium) chips behoorlijk geoptimaliseerd zijn en geen zinloze "ooit was het handig, maar nu komen we er niet meer vanaf"-beperkingen hebben.
Of bedoel je x86? Dan ben ik het met je eens dat de huidige staat van de x86 instructieset hopeloos complex is en wel eens het raam uit zou mogen. Maar dat heeft niks met silicium te maken; dat komt door de uitgesproken voorkeur om compatible te blijven met bestaande software en hardware; zelfs als deze nieuwe techniek net zo'n snelle en kleine transistoren zou produceren als silicium dan zou er toch weer een x86 van gebouwd worden.

Ik denk eerlijk gezegd dat het niet lang zal duren of er komt een bedrijf met een processor die de x86 instructies kan verwerken maar deze alleen in een vorm van een virtual machine uitvoert terwijl de onderliggende architectuur geheel anders is. Het is een van de weinige manier ome de compatibiliteit te behouden en toch zonder x86 instructies te hoeven draaien en waarschijnlijk ook nog eens onder de Intel licenties uit kunt komen.

Daar naast zie je de verschuiving naar ARM chips al steeds duidelijker worden zelfs Microsoft zet groots in op ARM met Windows 8. Het is niet waarschijnlijk dat binnen nu en een paar jaar ARM Intel en AMD naar de kroon zal steken als het om markt aandeel gaat zeker in het high performance segment zal dat niet snel gebeuren maar ze zijn wel steeds meer in die richting aan het bewegen. Mede omdat er zo veel bedrijven zijn die allemaal aan de ARM core knutselen en de designs redelijk makkelijk beschikbaar zijn zal deze architectuur zich hele erg veel sneller ontwikkelen dan de x86 architectuur.

Maar even meer on topic, een organische processor die op dit moment nog niet meer dan een paar instructies per seconde kan verwerken en op een redelijk omslachtige manier gebouwd moet worden is nog niet echt nuttig maar het feit dat het ding goed werkt en dat het geluk is om de onvoorspelbare gates onder controle te krijgen is toch een flinke stap in de goede richting. En daar naast je hebt echt geen 3GHz processor nodig in je spijkerbroek. Een processor die net aan een paar instructies per seconde kan verwerken is wat weinig maar als dat naar een paar honderd per seconde opgevoerd kan worden dan heb je op eens wel een aantrekkelijke oplossing in handen. Je kunt dan aan dingen denken als kleding die je gezondheid in de gaten kan houden door bijvoorbeeld je hartslag te meten en je lichaamstemperatuur in de gaten te houden. Ook kun je denken aan kleding die met behulp van nog wat andere elektronica de kleur kan aan passen zo dat je bijvoorbeeld in het donker beter zichtbaar bent ook al droeg je de hele dag een zwarte broek en heb je net je zwarte jas aan gedaan... :)

Die bestaat al een tijd, de Itanium.

Edit: Transmeta deed het ook.

[Reactie gewijzigd door DanTheBanjoman op dinsdag 1 maart 2011 00:14]


@Rob Coops
Kijk eens naar de loongson cpu's Dat zijn in feite al MIPS processoren met acceleratie voor X86. En dat zal nog wel flink doorontwikkeld worden gezien China daar flink geld in pompt. Het zou me ook niets verbazen dat microsoft daarom ook met een ARM windows variant komt. om zo de kans te verkleinen dat dit aanslaat en hopelijk de chipmarkt bij amerikaanse bedrijven te houden.

@robvanwijk
Inderdaad gaat het met name om de instructieset. Maar een heel nieuwe technologie waarmee de chips gemaakt worden zou het makkelijker maken om het te laten accepteren. Daar komt bij dat ze (simpel gedacht) dit materiaal misschien wel heel andere mogenlijkheden kan bieden dan schakelsnelheid om prestaties te krijgen. Maar wanneer je gewoon dit materiaal wil gaan gebruiken om huidige chips te vervangen heb je best kans dat je andere eigenschappen/mogelijkheden over het hoofd ziet.

Zo raar is die aanname van opnieuw beginnen nog niet.
Silicium wafers worden gebakken op het feit dat silicium kan worden weggeëtst door utraviolet licht. Organische stoffen, dus hieronder vallen voornamelijk koolstofbindingen, en die zijn niet zo makkelijk te bakken. Uiteindelijk, als we daar iets op kunnen vinden, kunnen we de huidige techniek er wel op toepassen.

En volledig opnieuw beginnen hebben we ook geen behoefte meer aan: oude pentium II's zouden opeens weer supercomputers worden. Nee, van mij mogen ze overnieuw beginnen, maar pas op de markt brengen als ze een beetje mee kunnen komen qua kracht om te kunnen concurreren op de markt. Maar zeker als Proof of Concept is het een leuke voortgang en zeker eentje die we moeten onthouden. (hoewel, silicium is 28% van alle elementen op aarde...)

Silicium wafers worden gebakken op het feit dat silicium kan worden weggeëtst door utraviolet licht.
De lithografische productie van chips is een erg ingewikkeld en omslachtig proces; groot gelijk dat je een aantal details vereenvoudigd. Maar nu snij je de bocht wel heel erg ver af.
Organische stoffen, dus hieronder vallen voornamelijk koolstofbindingen, en die zijn niet zo makkelijk te bakken. Uiteindelijk, als we daar iets op kunnen vinden, kunnen we de huidige techniek er wel op toepassen.
Willen we de huidige techniek er wel op toepassen? Misschien heeft dit materiaal wel eigenschappen die een andere techniek mogelijk maken, eentje die uiteindelijk interessanter is (maar met silicium niet mogelijk was).
hoewel, silicium is 28% van alle elementen op aarde...
Koolstof is ook niet bepaald zeldzaam; als je het persé wilt kun je het zo uit de lucht plukken krijg je nog subsidie, in de vorm van negatieve CO2-uitstoot, ook. Een belangrijker punt is dat je voor silicium chips niet alleen silicium nodig hebt. Er komen veel meer stoffen kijken bij het maken van p- en n-wells, de transistoren bestaan uit weer andere elementen. Dan hebben we nog de interconnect, de "opvulling", ga zo maar door. Het zou me niks verbazen als je in totaal dik over de twintig verschillende elementen heen gaat. En daar zitten best een paar redelijk zeldzame bij.
Uit het artikel kan ik niet halen welke elementen precies nodig zijn voor deze nieuwe techniek, maar het is prima mogelijk dat dat er aanzienlijk minder zijn.

Hola! Blijkbaar iemand met een glazen bol...
Als je geen onderzoek doet, hoe kan je dan ooit tot toepassingen komen?
Er werd hier tenminste aangetoond dat het idee wel degelijk praktisch mogelijk is en dat problemen met de treshold-waarde op de vermelde wijze omzeild kunnen worden.

Nu zowiezo nog niet, dit zal zeker in de verre toemomst een waardige vervanger moeten zijn!
één van de, en ook dat is nog afwachten. Er wordt immers ook nog hard gesleuteld aan het verbeteren van de aloude siliciumprocessoren (door elke zoveel jaar een kleiner productieproces, 'slimmere' materialen, etc), maar ook aan alternatieve technologieën als processoren die werken met licht ipv koper / electronen en de moeder aller nieuwe processortechnieken, quantumcomputers.

De bestaansgrond voor deze technologie is de onderkant van de markt. Door de toenemende integratiedichtheden, worden de kosten van de eenvoudigere circuits (chips) niet meer bepaald door hun oppervlakte die effectief naar nul gaat, maar door de verliezen die optreden door het zagen van de wafer en de (vaste) verpakkingskosten. Voor simpele circuits kan deze organische halfgeleidertechnologie een aanzienlijk kostenvoordeel behalen.

Maar moeten ze dan perse sneller zijn?

Voor kleine toepassingen waar flexibelheid en lichtheid veel belangrijker zijn als rekenkracht zoals de toepassing in kleding of dingen die maar voor tijdelijk gebruik zijn zoals slimme verpakkingen ofzo is zo'n goedkope flexibele chip net wat we nodig hebben :)

testen in mobieltjes lijkt me zeer onwaarschijnlijk. met 6 instructies per seconde heeft hij vrijwel geen nut in een telefoon. Bij telefoons moeten chips tegenwoordig sneller en kleiner, Het zou als proof of concept wel leuk zijn in een mobieltje.

Tja, maar 6 instructies per seconde... zo snel kan je bijna sms'en

(simpel uitgaand van 1 instructie per toetsdruk dan)

Treurige snelheid, maar cool principe.

Voor een toetsdruk in een hedendaags smsje zijn er nogal wat meer nodig.

Als je op een toets drukt moet er een letter naar het display, dat moet ververst. Er moet geregistreerd worden dat je uberhaupt op die toets drukt. Verder moet het eventuele touchscreen gepolled worden, geluid weergegeven worden, eventueel zoeken in een T9 database. Ik ben geen programmeur maar kan me voorstellen dat dit al ettelijke 10.000en instructies zijn.

Dat is zeker een grapje, de processors in telefoons zijn veel sneller dan je zou verwachten, daar kunnen deze natuurlijke processoren echt niet snel aan tippen. Zeker bij high end producten niet.

Maar toch een leuk idee :P

mobieltjes zijn hier wel zeker geschikt voor.
dit zou nog meer ruimte schelen en dus nog compacter worden.

Verklaar u nader?

Deze chips zijn totaal onvergelijkbaar met huidige mobiele chips, alleen al vanwegen het feit dat ze veel te langzaam zijn.

i know .. voorlopig ;) .
dat komt wel op termijn.

Zo haalt de door Genoe en Myny ontwikkelde chip een verwerkingssnelheid van slechts zes instructies per seconde.
Voorlopig zijn deze chips dus alleen geschikt voor super simpele taken.

Op 8 bit kun je echt geen CoD spelen.

Je moet dit dan ook zien als een proof-of-concept, niet als een volwaardige vervanger van je Core i7. Overigens kan je natuurlijk weldegelijk nuttige dingen doen met een 8 bits microprocessor.

In kleding stoppen om gestolen kleding op te sporen? Gevaarlijke apparaatjes(of delen van) organisch verbergen door metaaldetectors?

Op 6 Hz ook niet.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Nintendo_Entertainment_System

Ik heb niet gekeken hoe oud je bent, of hoe lang je al aan het gamen bent, maar met 8-bit kan je al best zeer interessante games maken :).

Maargoed, interessante vooruitgang welke toch een forse kostenbesparing zou moeten opleveren vergeleken met de dure silicium welke nu overal wordt gebruikt. Voorlopig natuurlijk niet nuttig als cpu in een pc of smartphone, maar gezien de exponentionele groei van zulke techniek hoeft dat ook niet jaren te duren.

Maar ja, gezien deze chip op 6 hz loopt en de NES cpu op 1.77Mhz, is deze laatste dus ruim 300 keer zo snel en zul je er nog niet veel op kunnen spelen lijkt mij.

[beestjesverkrachter-modus] 1.77 MHz tov 6 Hz is een factor 295.000 verschil, dat is nogal een slok op een borrel ;-)

Overigens kun je met 6 Hz prima dingen doen zoals sensoren monitoren of simpele taken doen als stappen tellen. Aangezien dit de eerste versie is zal dit snel oplopen naar snelheden geschikt voor 'echte' processing welke nog steeds ver uit de buurt van de megahertzen zal zijn.

Lol, inderdaad, ach die paar nulletjes meer ;)

Bit zegt niet zo veel over de kwaliteit games hoor.
Met jouw redenatie had de atari jaguar dus de strijd met de N64 aan moeten kunnen 8)7

Dit is natuurlijk o.a. fantastisch voor "de economie". Organisch heeft slechts een beperkte houdbaarheid, dus de consument kan nog vaker de portemonnee trekken voor hetzelfde. Lang leven de duurzaamheid.

Net als bij contactlenzen. Eerst waren ze onbeperkt te gebruiken, toen kwam 2-jaars lenzen, toen 1-jaarlenzen, half jaarlenzen, maandlenzen, daglenzen.

Wellicht zijn dit soort chips wel milieuvriendelijker

Chips met een houdbaarheidsdatum dus. Op zich is dat niet nieuw :+

Niet met je handen aanpakken, anders tasten de bacteriën op je handen de chip aan :+

Hoe kom je er op dat organisch een houdbaarheid heeft? Alles heeft een houdbaarheid...Organisch is niet hetzelfde als biologisch. Veel stoffen in je huidige LCD-schermpjes zijn OOK organisch, zoals vele photo-resists bijvoorbeeld.

Waar denk je dat de O in OLED voor staat? ;)

Hebben organische halfgeleiders een beperkte levensduur of gaan die net zo lang / langer mee dan silicium chips? Moeten ze op de één of andere manier gevoed worden (licht, eten etc)? Zijn ze net zo tolerant qua temperatuur als silicium chips of sterft de halfgeleider als de temperatuur boven of onder een bepaalde waarde komt? Verder een heel interessante ontwikkeling maar het staat nu echt pas in de kinderschoenen.

organisch betekent enkel dat het gebaseerd is op koolstof(net zoals potlood en diamant) en betekent niet dat het een organisme is als in biologisch levend iets. Hij zal dus net zo goed op stroom werken als een silicium chip.

Als je een vierkante centimeter goud neemt van 25 micrometer dik, dan kost dat met de huidige goudprijs 1 euro. Voor echt goedkope chips lijkt me dat teveel.

Ik heb daarom nog even naar het originele artikel gekeken, waar gesproken wordt over 25 nanometer. Dat scheelt natuurlijk een hoop.

Ben ik nou de enige die meteen aan de Lift moet denken?

Mooi stukje onderzoek, geen klein foutje in het artikel over 25 micrometer (zoals Timfonie zei); de dikte van de chip is inderdaad 25 um. De dikte van het goud is 25 nm.
Dacht eerst dat ze op een folie van 25 um geproduceerd hadden, maar die dikte is praktisch hanteerbaar.

Zeker mooi voor Kris (= op de foto te zien) dat hij dit tijdens zijn promotieonderzoek zoveel aandacht krijgt, het is een mooie doorbraak in de 'plastic electronics' wereld. Lees hier meer over zijn werk dat over RFID gaat.
Dit maakt het mogelijk op een goedkopere manier (eenvoudige) schakelingen te maken, maar ook - en ik denk nog belangrijker - om de chips na hun levensloop makkelijker te kunnen verwerken als afval: het grootste gedeelte is organische en verbrandbaar materiaal. Wel moet er een vervanging voor het goud gevonden worden, maar dat is mogelijk door geleidende polymeren te nemen, zoals polyaniline, PEDOT, etc...

[Reactie gewijzigd door Jolke op maandag 28 februari 2011 15:03]


De organische chip is gemaakt op een flexibel substraat van polyethyleen-naftaleen
Wat is er precies organisch aan een moeilijk chemisch stofje?

Organisch in de scheikunde houdt in dat het molekuul één of meerdere koolstof atomen bevat. Uitzonderinge zijn enkele zouten die weliswaar koolstof bevatten, zoals carbonaat en cyanide, maar worden anorganische stoffen genoemd.
Aan poly(ethyleen-naftaleen) is zowel het ethyleen als het naftaleen organisch, zie wikipedia. Simpel gezegd, is PEN een polyester, een stukje plastic dus.

In de biologie is organisch alles wat leeft of geleefd heeft. In principe is de biologische definitie een deelverzameling van die van de scheikunde - hoewel niet iedere bioloog het daarmee eens zal zijn. :)

[Reactie gewijzigd door Jolke op maandag 28 februari 2011 15:34]


Het is op koolstof gebaseerd, ergo organisch.

organisch =/= levend

Organisch? Dus weggooien in de groene bak na gebruik? :')

Ik heb nooit het verschil uit elkaar kunnen tussen organische en an-organische scheikunde (vandaar dat ik ook 4 keer gezakt ben daarop denk ik :r)

Organisch <> Biologisch
Organisch wil zeggen chemische verbindingen die altijd (veel) koolstofatomen bevatten.
De naam organisch is oorspronkelijk aan deze groep verbindingen gegeven omdat deze moleculen vaak ook in levende wezens voorkomen. Toch blijft men organische chemie vaak als een afzonderlijke discipline beschouwen, omdat de verbindingen van koolstof vele malen talrijker en in vele gevallen gecompliceerder zijn dan die van andere elementen.

Zo zijn alle kunstoffen een onderdeel van de organische chemie.


De biochemie is de wetenschap die de samenstelling en samenwerking van chemische verbindingen die bijdragen tot de structuur van de organismen en hun stofwisselingprocessen onderzoekt. Biochemie is sterk verbonden met de biotechnologie en genetica.

Voortaan wel ff melden waar je je informatie vandaan hebt, in dit geval dus een letterlijke copy-paste van wikipedia. :)

[Reactie gewijzigd door Jolke op maandag 28 februari 2011 16:21]


Links staan netjes in de header van de post:
Hierzo -> Organisch <> Biologisch

Ahum... 8)7 helemaal overheen gelezen... sory!
«  1  2  »

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Volgende 14:43 Comcast belooft iptv-concurrenten niet te hinderen
Vorige 13:33 NVER: bijna 30 procent minder cd-winkels dan 11 jaar geleden
VNU Media logo Hosted by True

© 1998 - 2012 Tweakers.net B.V. - Alle rechten voorbehouden - Contact - Jouw privacy - Algemene Voorwaarden

Uitgever van:

Website van het jaar 2011