Research press release

電子工学:プラスチック基板を使ったマイクロプロセッサーが実力を示した

Nature

Electronics: Plastic microprocessor flexes its power

低コストで十分な柔軟性を備えたスマート集積システムの開発を促進することが期待される、32ビットのフレキシブルマイクロプロセッサーについて報告する論文が、今週、Nature に掲載される。

マイクロプロセッサーは、ノートパソコンから自動車や各種「スマート」デバイスまで、全ての電子デバイスの非常に重要な構成要素である。従来技術であるシリコン技術は、計算装置の世界にあふれているが、シリコンを用いたマイクロプロセッサーの高いコストと柔軟性の欠如は、食品パッケージや衣類のような日用品をよりスマートにする取り組みの実現可能性を制限している。これらの問題に対処できるのがフレキシブルエレクトロニクスだが、意味のある演算を実行するのに十分なトランジスター数を備えたフレキシブルマイクロプロセッサーを作製することは困難だった。

今回、Emre Ozer、John Biggsたちは、高性能プラスチックの一種であるポリイミドを用いたPlasticARMというフレキシブルポリイミド基板と金属酸化物薄膜トランジスターを組み合わせて、十分な柔軟性を備えた32ビットマイクロプロセッサーを作製した。このマイクロプロセッサーは、内部メモリーからプログラムを実行できる回路に集積されている。著者たちは、現行のメモリーは作製後のアップデートができないが、後継製品ではプログラマブルメモリーの実装が可能になると考えている。著者たちは、PlasticARMは、金属酸化物薄膜トランジスターを使って構築されたフレキシブル集積回路の中でこれまでで最も優れたものよりも多くのトランジスターを集積し、約12倍の論理ゲートを搭載していると指摘している。この薄型で低コストのフレキシブルなマイクロプロセッサーは、日用品をスマートデバイスに変える方向に道を開くかもしれない。

A flexible 32-bit microprocessor that could facilitate the development of low-cost, fully flexible smart integrated systems is showcased in Nature this week.

Microprocessors are a key component of all electronic devices, from laptops to cars to a range of ‘smart’ devices. Conventional silicon technology dominates the world of computing devices, but the cost and limited flexibility of silicon microprocessors limits their viability in the effort to make everyday objects, such as food packages and clothing, smarter. Flexible electronics can address these issues, but it has been challenging to produce a flexible microprocessor with enough transistors to perform meaningful computations.

Using a combination of metal−oxide thin-film transistors and a flexible polyimide (a high-performance plastic) substrate called the PlasticARM, Emre Ozer, John Biggs and colleagues produce a fully flexible 32-bit microprocessor. The processor is integrated into a circuit that is capable of running programs from its internal memory; the current version cannot be updated after fabrication, but the authors suggest that a programmable memory could be implemented in future iterations. The PlasticARM contains more transistors and around 12 times more logic gates than the best previous flexible integrated circuit built with metal−oxide thin-film transistors, the authors note. This thin, low-cost, flexible microprocessor could pave the way towards turning everyday objects into smart devices.

doi: 10.1038/s41586-021-03625-w

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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