IBM gaat nanomechanische processors ontwikkelen

Een Europese onderzoeksafdeling van IBM heeft van de Europese Commissie een subsidie ontvangen om nanomechanische apparatuur te ontwikkelen. IBM Research Zürich moet een aantal Europese onderzoeksgroepen gaan aansturen.

Het IBM Research-team in Zürich moet het voortouw nemen in de ontwikkeling van kleinere micro-elektromechanische systemen. IBM stuurt onder meer technologiebedrijf STMicroelectronics aan. STMicroelectronics maakt bijvoorbeeld mems-apparatuur, zoals sensors. Ook enkele universiteiten en onderzoeksinstituten nemen deel aan het project van 3,96 miljoen euro, waarvan de EU 2,44 miljoen euro voor zijn rekening neemt. De ontwikkeling van de technologie zou aanvankelijk een looptijd van drie jaar krijgen.

Het onderzoek moet bestaande micro-elektromechanische systemen verder verkleinen tot nanoschaal, waarmee nano-elektromechanische systemen of nems zouden ontstaan. Het project kreeg dan ook de naam Nemiac, kort voor Nano-Electro-Mechanical Integration And Computation. De te ontwikkelen nens-componenten zouden nanoschakelaars moeten opleveren die als mechanische transistors kunnen dienen. Die zouden minder last hebben van lekstromen en bovendien tegen hogere temperaturen en stralingsniveaus dan solid-state-transistortechnologie bestand zijn.

Reacties (21)

MEMS switches hebben sommige zeer nuttige toepassingen, maar daadwerkelijk er een processor ofzo mee maken behoort daar niet toe. Ik vraag me af of ze het fundamentele probleem dat MEMS switches hebben dan kunnen verbeteren door kleiner te gaan, of dat ze dezelfde problemen met betrouwbaarheid houden.

Een gemiddelde MEMS switch houdt het zon miljoen cycli uit. Maak eens een state-of-the-art hele goede MEMS switch en hij houdt het een miljard keer uit. Oftewel bij een monderne processor zou in ongeveer 300ms het merendeel van je 'transistoren' kapot zijn. En gezien dat één kapotte transistor al het einde betekend vaak, is in de praktijk het dus nog veel erger.

De vraag dus of ze de betrouwbaarheid weten te verhogen door het kleiner te maken.

zo'n MEMS werkt natuurlijk niet op 3+ GHz, dat kan mechanisch (nog) niet eens.

Ik denk dat ze wel weten waar ze mee bezig zijn. De IBM PowerPC processor in Curious die nu op mars rond rijd draait ook maar op 200MHz bijvoorbeeld. Maar deze kan wel extreem goed tegen straling en is energie zuinig, in tegenstelling tot een core i7. Tegen straling kunnen en zuinig zijn is blijkbaar ook een eigenschap van MEMS. Ze zullen vast niet proberen om een processor voor een thuis computer te bouwen, maar voor meer specifieke toepassingen. En ze zullen wel onderzoek doen om het sneller en betrouwbaarder te maken. Dat is juist de bedoeling hiervan volgens mij.

En jij denkt dat je dat beter weet dan een team van IBM? Misschien moet je ze eens bellen met die kennis, dat kan ze nog een hoop centjes besparen.

Als je het verhaal leest, gaan ze nieuwe systemen ontwikkelen. Ik vermoed dat ze de beperkingen die jij opnoemt ook wel kennen (hoe kom jij anders aan die wijsheid?). Ergo: het is een onderzoek, en zij verwachten dat ze de nadelen kunnen omzeilen en zien een duidelijk voordeel in deze richting.

Nee hij geeft aan wat het struikelblok is waar IBM overheen moet proberen te stappen. Staat ook in orginele artikel, maar ontbreekt in het tweakers bericht:

Prooving the reliability under billions of switching operations will be an important task prior to commercial deployment.

overigens is het doel zuinige kleine microprocessoren, dus die zullen echt niet op Ghz snelheden draaien.

En misschien is het doel ook niet om Ghz processoren te bouwen...

Ik probeer alleen aan te geven dat die wetenschappers de beperking die meneer ziet niet delen. Althans, ze zullen er ongetwijfeld van op de hoogte zijn, maar ze zien mogelijkheden om die beperking te overwinnen.

Waarom mijn opmerking weggemod wordt, snap ik niet. Bij heel veel artikelen zie je altijd weer een wijsneus die het beter meent te weten dat een heel team wetenschappers die al jaren diep in die materie zitten. Dan is het imho een beetje arrogant om te doen of jij het beter weet en die lui op een zinloze missie zijn.

De opmerking van Furby komt mij nogal arrogant over. Als je nou zou zeggen dat er nogal wat struikelblokken te overwinnen zijn, maar dat die wetenschappers er blijkbaar een gat in zien, klinkt dat al een stuk beter dan zeggen dat je je vraagtekens erbij zet. Die lui zijn toch niet achterlijk? Of zitten er hier briljantere geleerden dan daar? Dan zou ik me maar melden. Kan ze een paar jaar zinloos onderzoek besparen.

Ik ben het wel met je eens eigenlijk. Ik begrijp uit de beschrijving van furby-killer een beetje dat vermoeiing van de mechanische onderdelen het probleem is (kan ik me voorstellen), maar het moet toch niet zo moeilijk zijn om een constructie te ontwerpen waarbij je onder de vermoeiingsgrens blijft en dus geen last hebt van het effect van die triljoenen cycli?

Ik vraag me alleen af of dat niet ontzettend warm wordt. Bij vermoeiingstests houd je de frequentie een beetje binnen de perken (dat vormt altijd een spanningsveld met de duur van de test) om geen opwarming van je proefstuk te veroorzaken. Maar als je miljarden cycli per seconde hebt... Wordt dit wel een beetje een efficiënt systeem dan?

Op Wikipedia wordt silicium genoemd als het materiaal dat vooralsnog het best presteert op vermoeiing en dat houdt het 10⁹ tot 10¹² cycli uit. Dat schiet dan niet echt op bij hoge frequenties, maar daar wordt helaas geen woord over gerept.

@gjmi: Al zouden ze "maar" op 200MHz draaien, dan nog zou zo'n silicium-versie na 5 tot 5k seconden kapot zijn

[Reactie gewijzigd door Grrrrrene op 6 september 2012 07:52]

Ik ben niet langer overtuigd dat onderzoekers niet achterlijk zijn. We gaan er te makkelijk van uit dat geleerde koppen weten wat ze doen. Maar kijk om je heen. Ondanks al hun geleerdheid hebben we piek energie, klimaat destabilisatie, hyper-consumptie, corruptie, hongersnood en een slechte verdeling van welvaart.

Nog gisteren werd men helemaal warm van een robotje dat zonnepanelen bijdraait, terwijl elke bozo kan bedenken dat een enkele motor met wat stangen ineens tientallen zo niet honderden panelen ineens kan bijstellen. Mist je een zonnepanelen park aanlegt en van tevoren nadenkt over efficiency.

Ik denk dat men 'maar wat doet'. Er wordt gewoon aangerommeld. Ik kan in dit geval niet beoordelen of die IBM'ers dat doen. Waarschijnlijk niet. Maar we weten allemaal dat de beste technologie niet altijd de technologie is die we in de winkel zullen aantreffen. Het videorecorder (VHS, Betamax, 2000) verhaal kennen we, maar nog niet zo lang geleden moesten we allemaal aan de spaarlamp terwijl de LED technologie in feite net zo goed uitgerold had kunnen worden want dat was zo goed als klaar.

Er is geen echte leiding of visie die aanstuurt wat we ontwikkelen, onderzoeken of engineeren.

Elke week kun je op Sciencedaily een samenvatting lezen (dat is waarschijnlijk de bron van tweakerrs.net) van een of andere variant op het gebeid van het een of het ander, soms zijn dat accu's, soms zonnecel technologie, dan weer nano computer gerelateerde technologie. Welke accu tech gaat doorbreken hangt af van schijnbaar toevalligheden.

Er is niemand op aarde die bepaalt welke tech we nu allemaal moeten gaan gebruiken. End egene die we keizen is waarschijnlijk niet de beste, efficientste, meest milieu- en klimaat vriendelijke.

We kunnen alleen maar hopen dat die IBM onderzoekers weten wat ze doen en of dit technologische pad het beste is voor mens, milieu, natuur en klimaat. De kwik bevattende spaarlamp was dat in ieder geval niet.

Geleerden zijn ook niet de leiders die bepalen wat zij doen, ze worden aangestuurd door grote organisaties. Hoe kun je nu geleerden de schuld geven van hyperconsumptie? Dat doen jij en ik toch echt zelf hoor.

Sowieso vind ik je verhaal erg raar. "Men doet maar wat". IBM doet niet "maar wat", anders hadden ze al lang niet meer bestaan. Voor er bepaald onderzoek wordt gedaan, moet eerst bedacht worden wat ze eraan hebben en of het de investering waard is. Bedrijven die "maar wat doen" hebben geen lang leven, zeker in dit economische klimaat niet.

Veel onderzoek wordt gestart omdat er verwacht wordt dat er geld mee te verdienen is. Soms weet je niet wat eruit komt, zoals veel onderzoek in de ruimte, maar moet je het dan maar niet doen omdat de uitslag vrij onvoorspelbaar is?

De voorbeelden die je verder noemt (VHS, Betamax, Video2000) zijn allemaal het gevolg van concurrenten die hun eigen systeem gaan ontwikkelen. En nee, de beste wint niet per se, maar wel een die "goed genoeg" is. Als Betamax en V2000 het waard waren om je VHS-recorder in te leveren, hadden mensen dat wel gedaan. Dan hadden de bedrijven achter die standaarden via marketing de consument wel kunnen overtuigen, maar dat lukte niet. In die zin heb je wel gelijk dat marketing een steeds belangrijkere factor wordt, maar dat is van alle tijden natuurlijk. Maar dat maakt niet dat onderzoekers "maar wat doen".

Recent hebben we dat met bluray en HD-DVD nog gezien. Wederom kun je dat de onderzoekers niet kwalijk nemen, die ontwikkelen iets voor de bedrijven die hopen dat dat de standaard wordt, zodat ze hun onderzoekskosten kunnen terugverdienen.

En wat de accu-tech betreft: zou jij liever op 1 paard wedden en er dan na 10 jaar achterkomen dat het andere pad, dat je dus niet hebt bewandeld, want dan zou je concurrerende technieken krijgen, beter was? Natuurlijk niet! Bovendien heb je hier weer verschillende bedrijven die met verschillende weegfactoren voor zichzelf bepalen welke techniek interessant is. Bovendien suggereer je nu dat er een universele accutechniek komt die straks alles van stroom voorziet, van een polshorloge tot een elektrisch aangedreven cruiseschip Klinkt mij niet als erg logisch in de oren om eerlijk te zijn.

Kortom: wetenschappers weten heel goed wat ze doen, maar hebben vaak het grotere geheel niet in beeld (dat hoeft ook niet). Daarvoor hebben we politici en CEO's van de bedrijven waar ze werken. Politici kunnen zaken op de politieke agenda zetten en met behulp van subsidies zorgen dat bepaalde technieken die we maatschappelijk gewenst vinden, sneller ontwikkeld worden (wederom gewoon een soort van marktwerking: het is voor die onderzoeksinstellingen interessanter om die techniek te ontwikkelen, dus gaan ze dat doen).

[Reactie gewijzigd door Grrrrrene op 6 september 2012 11:07]

STMicro heeft al jarenlang ervaring met MEMS actuatoren. Vergeet niet dat ze o.a. hofleverancier zijn voor de thermische printheads van HP. Ook zij zijn op zoek naar 'More than Moore': Hun fabs in Italië lopen leeg, waardoor ze nieuwe toepassingen aan willen boren.

De thermische printheads van ST lijken ogenschijnlijk niets met microrelays te maken te hebben (zoals de tekening suggereert), maar thermische printheads hebben enorm veel last van cavitatie: een vacuum bel die ontstaat als de inkt uit de kamer komt die over de levensduur een krater slaat in de heater van een dergelijk thermisch printhead. Dus ze hebben heel veel kennis mbt levensduur van materialen (en depositiekennis daarover).

Bovendien zegt het plaatje niets alles. Er zijn allerlei actuatiemechanismen. Zo werkt ST ook samen met Leti in Frankrijk aan piezo actuatoren.

Dus ik denk dat dit geen domme zet is van STM om nieuwe markten te ontwikkelen. Deze niches hoeven helemaal niet per se naar Azië. Als de niche nieuw is kan de marge hoog zijn. Bovendien is een stabiel fabricageproces transfereren naar een nieuwe site ook geen sinecure. Zal zeker ook een interessant IP portfolio opleveren, wellicht met afspraken over het applicatiedomein.

Typisch zal er sprake zijn van 50/50 publiek-private investeringen in Europa, dus ook Europese kennisinstituten kunnen een mooi stuk fundamentele materiaalkennis opdoen. Dat IBM de lead neemt is niet slecht. Dat zorgt ervoor dat utilisatie alleen maar toeneemt; Een heel belangrijke eis voor toewijzing van subsidies. Da's een fout die veel (Nederlandse) bedrijven maken: Zie de samenwerking als een nieuwe kans, niet als een nieuw (Amerikaanse) bedreiging.

Leuk een Amerikaans bedrijf gaat aan de haal met Europese subsidie . Ze kunnen beter subsidies verstrekken aan Europese bedrijven die vervolgens de Europese economie versterken.

STMicroelectronics is een Frans-Italiaans bedrijf en Europa's grootste halfgeleider chip bakker, volgens wikipedia.
Daarnaast wordt het project samen met Europese universiteiten en onderzoeksinstituten op poten gezet.

Als aanvulling daarop en andere hierboven geuitte angst, het gemiddelde geld dat vanuit de EU vrijkomt voor (fundamenteel) onderzoek moet altijd aan een waslijst met eisen voldoen. Het ligt er een beetje aan onder welke vlag het is gegeven en wie de financieele kar trekt, maar open aanbesteding en gebondenheid aan Europese Regelgeving is meestal standaard. In dit geval gooit de Commissie er bijna 50% tegen aan en zal er wel eens een matchings verplichting kunnen zijn voor de Universiteiten. Ga er maar van uit dat IBM niet zonder meer Amerikaanse contracters in kan zetten.

Ik vind deze comment in het bron bericht trouwens erg interessant. Dit was toch ook de hoofd reden waarom de overstap naar SI procs is gemaakt?

No matter how small you make a mems switch, the switching speed is still in kHz or at best barely reaching MHz. Although it is small, there is still inertia associated with the metal that is being moved. For those applications that are okay with kHz clock rates but almost no power consumption and extraordinarily radiation hard, this could be what you are waiting for.

STM heeft ook de grootste productie capaciteit in China en Maleisië (en nog steeds doende deze daar naar toe te verplaatsen) productie capaciteit in Europa stelt (helaas) niet heel veel meer voor ...

Volgens het artikel gaat het om een Europese divisie. Het valt dan wel onder de IBM vlag, maar het geld blijft waarschijnlijk gewoon in Europa.

Zo is McDonalds ook een Amerikaans bedrijf, maar is de Nederlandse tak toch niet precies hetzelfde.

Het IBM Research-team in Zürich, sinds wanneer is Zwitserland onderdeel van de EU ?

EU geld gaat dus naar een Amerikaans bedrijf dat onderzoek doet in Zwitserland, leg mij eens uit wat daar Europees voor is en waarom onze Europees belastingcenten daar aan besteed moeten worden.

Er gaat ook amerikaans geld naar CERN...

Er staat toch duidelijk dat het om IBM in Zürich gaat. Zelfs al is IBM zelf een amerikaans bedrijf, ze zorgen wel dat het onderzoek (van dit team) in Europa gebeurt.

IBM Research Zürich moet een aantal Europese onderzoeksgroepen gaan aansturen.

Dus zelfs al is IBM Amerikaans, ze zorgen voor werkgelegenheid in Europa, Kennis voor Europeaanse inwoners en zelfs als er alleen maar Amerikanen werken zullen zij toch hun eten in Europeese supermarkten moeten halen en een Europees huisje kopen / huren.

Het is niet zo dat IBM bijna 4 miljoen euro krijgt om zomaar wat mee te doen. Elke euro is alleen voor dit project en mag niet zomaar overgeheveld worden aan andere projecten.

Het enige nadeel wat ik me kan bedenken is dat IBM misschien de voorkeur heeft om Amerikaanse apparatuur in te kopen maar gezien er ook een aantal Europeese Universiteiten en onderzoeksbureau's mee doen lijkt me dat niet het allergrootste probleem.

Er staat toch duidelijk dat het om IBM in Zürich gaat. Zelfs al is IBM zelf een amerikaans bedrijf, ze zorgen wel dat het onderzoek (van dit team) in Europa gebeurt.


[...]


Dus zelfs al is IBM Amerikaans, ze zorgen voor werkgelegenheid in Europa, Kennis voor Europeaanse inwoners en zelfs als er alleen maar Amerikanen werken zullen zij toch hun eten in Europeese supermarkten moeten halen en een Europees huisje kopen / huren.

Het is niet zo dat IBM bijna 4 miljoen euro krijgt om zomaar wat mee te doen. Elke euro is alleen voor dit project en mag niet zomaar overgeheveld worden aan andere projecten.

Het enige nadeel wat ik me kan bedenken is dat IBM misschien de voorkeur heeft om Amerikaanse apparatuur in te kopen maar gezien er ook een aantal Europeese Universiteiten en onderzoeksbureau's mee doen lijkt me dat niet het allergrootste probleem.

Maar eventuele voortvloeiende patenten zijn eigendom van de moedermaatschappij waar niet amerikaanse bedrijven straks mee aangeklaagd kunnen worden?

Het onderzoek moet bestaande micro-elektromechanische systemen verder verkleinen tot nanoschaal, waarmee nano-elektromechanische systemen of nens zouden ontstaan.

Moet dit geen neMs zijn?

IBM krijgt al jaren de meeste patenten toegewezen. Wat gaan ze met de verkregen kennis doen wat patenteren betreft?