Europese onderzoekers ontwikkelen organische microprocessor

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.

Reacties (60)

[Jolke]

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 23 juli 2024 07:43]

[Elmo_nl]

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.

[svenk91]

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.

[Timfonie]

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.

[YopY]

feedback .

[Verwijderd]

Ik hoop dat ze cpu's uitvinden, de next step op dit verhaal zeg maar, die naast het filmpje waarop zij zitten ook hun energie direct uit zonlicht kunnen betrekken en ook direct hun output op hetzelfde filmpje plaatsen...dat bestond namelijk ook al, zag ik ergens.
En dan nog in kleur, 3D en a la "Minority Report" met een dergelijk touchscreen. Smullen! Kadotip!

En dan multi-core varianten en wegwerpen na gebruik, verteerd door moeder aarde.
Half Afrika werkloos (alles verbrand in de open lucht voor het winnen van koper etc.), maar wel beter voor Mother Nature!

The future had arrived!

[Vondreth]

Niet vergeten hè. De huidige halfgeleiders van silicium zijn ook eens, nog niet eens zo lang geleden, net zo langzaam begonnen.!
Het is imo een goed initiatief om (goedkopere) alternatieven te zoeken en verder te ontwikkelen.
De snelheid komt nog wel.

Paar jaar geleden dachten de meeste mensen ook nog niet dat het goed ging komen met computers (ahum). Onzin, te groot te traag te duur, te onhandig... weinig of nuttige mogelijkheden voor werk en privé.
En kijk nu eens!
Vrijwel alles gaat tegenwoordig elektronisch (aangestuurd door processoren)!

[maarten12100]

Beperkt is inderdaad een goed woord hiervoor.(4000 tegenover 3 miljard)
Stel je voor dat je deze chips over elkaar heen kan leggen of zodra ze een kleiner procede hebben naast elkaar (ze verbruiken weinig volgens mij dus tdp en warmte zal niet zo'n probleem zijn)

[_Thanatos_]

De organische chip is gemaakt op een flexibel substraat van polyethyleen-naftaleen

Wat is er precies organisch aan een moeilijk chemisch stofje?

[Ryaka]

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.

[Jolke]

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 23 juli 2024 07:43]

[Ryaka]

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

[Jolke]

Ahum... helemaal overheen gelezen... sory!

[Jolke]

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 23 juli 2024 07:43]

[link0007]

Het is op koolstof gebaseerd, ergo organisch.

organisch =/= levend

[Verwijderd]

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 )

[LDenninger]

Op 8 bit kun je echt geen CoD spelen.

[DarkKnight]

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.

[geert01]

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.

[Cyberwizzard]

[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.

[geert01]

Lol, inderdaad, ach die paar nulletjes meer

[VNA9216]

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

[ATS]

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.

[Arcticwolfx]

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

[w-dev]

Op 6 Hz ook niet.

[Verwijderd]

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

[Arcticwolfx]

Verklaar u nader?

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

[Verwijderd]

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

[Left]

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.

[gepebril]

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

[Left]

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

[Verwijderd]

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

[Verwijderd]

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.

[Maarten21]

Waar denk je dat de O in OLED voor staat?