ENGINEERINGENT.BE - Het gebied van flexibele elektronica wordt aangedreven door de dunnefilmtransistor (TFT), een alternatieve halfgeleidertechnologie.
De mogelijke toepassingen van TFT's zijn legio: van slimme pleisters, neuroprobes en lab-on-a-chip, tot buigbare displays en IoT-elektronica.
Maar het potentieel van mogelijke toepassingen is nog onderbenut. "Dit gebied zou enorm gebaat zijn bij een foundry-model vergelijkbaar met dat van de conventionele chipindustrie," zegt professor Kris Myny van KU Leuven.
In dit bedrijfsmodel richten grote producenten van halfgeleiders of foundries, zoals TSMC uit Taiwan, zich op de massaproductie van chips op siliciumwafers.
Deze worden gebruikt door klanten van de foundries, de bedrijven die de chips ontwerpen en bestellen, om ze te integreren in specifieke toepassingen.
Dankzij dit bedrijfsmodel hebben deze bedrijven toegang tot complexe halfgeleiderfabricage om de chips te ontwerpen die ze nodig hebben.
Samen met collega-onderzoekers Hikmet Çeliker en Wim Dehaene heeft Myny nu aangetoond dat zo'n bedrijfsmodel ook toepasbaar is op de productie van dunnefilmelektronica. Ze hebben een specifieke op TFT-gebaseerde microprocessor ontworpen en laten produceren in twee foundries, waarna ze deze met succes hebben getest.
De microprocessor die de onderzoekers hebben gebouwd, is de iconische MOS 6502. Tegenwoordig is deze chip een museumstuk, maar in de jaren 70 was het de drijvende kracht in de eerste Apple-, Commodore- en Nintendo-computers.
De groep ontwikkelde de 6502-chip in een wafer-gebaseerde foundry en een display-plaat-gebaseerde foundry. In beide gevallen werden de chips op het substraat vervaardigd samen met andere chips, de zogenaamde multiproject-methode.
De experimentele chip is minder dan 30 micrometer dik. Een van de potentiële toepassingen is een ultradunne, medische wearable, om bijvoorbeeld de activiteit van het hart of de spieren te meten.
Ze zouden aanvoelen als een sticker, wat niet mogelijk is met een conventionele chip op basis van silicium.
Hoewel de prestaties van de 6502-microprocessor niet vergelijkbaar zijn met moderne exemplaren, toont dit onderzoek aan dat de multiproject-methode ook mogelijk is voor het ontwerp en de productie van flexibele chips, analoog aan de werkwijze in de conventionele chipindustrie.
Myny: "Het doel is niet om te concurreren met silicium-halfgeleiders, we willen innovatie stimuleren en versnellen door verdere ontwikkeling en toepassing van flexibele, dunnefilmelektronica."
