传统的基于硅的微处理器由于晶体管尺寸的缩小,在近年来取得了显著的性能提升——然而,成本仍然是将此类芯片整合到一次性或柔性产品中的障碍。
这一成本通常由三个主要因素驱动:昂贵的硅制造工艺、专有指令集(如x86)的许可费以及芯片封装的成本。此外,硅材料本身的脆弱性使其不适合用于柔性或可穿戴设备。
实用半导体已经通过Flex-RV解决了这些问题,这是世界上第一个基于柔性基底的32位微处理器。Flex-RV不仅因其基于金属氧化物半导体铟镓锌氧(IGZO)的柔性形式而引人注目,还因为它嵌入了机器学习能力。该处理器与Qamcom和哈佛大学合作开发,标志着非硅微处理器领域的一个重要步骤,并且在物理弯曲时仍能运行。
转型行业
“这是柔性半导体技术向前迈出的令人兴奋的一步,”Pragmatic公司处理器开发高级总监兼首席研究员Emre Ozer指出。“实现一个开放标准、非硅32位微处理器将使计算资源更加普及,解锁新兴应用,并为低于一美元的计算能力打开大门。”
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Ozer 强调了成本和外形尺寸长期以来如何限制了微处理器在智能标签、可穿戴设备和医疗保健等新兴应用中的使用,尽管这些应用的计算需求相对较低。
Flex-RV,其核心面积为17.5平方毫米,约有12,600个逻辑门,采用了两项关键技术:开源的RISC-V指令集和IGZO薄膜晶体管。
RISC-V架构作为开源架构,消除了与专有指令集相关的成本,并允许根据特定应用需求进行定制。另一方面,IGZO TFTs使得微处理器可以在柔性基板上制造,相比传统的硅晶圆厂,这可以降低生产成本和环境影响。这些芯片还更耐用,因为它们不需要像硅芯片那样的刚性保护封装。
实用主义认为,Flex-RV 经过了广泛的测试,在时钟频率高达 60 kHz 和功耗低于 6mW 的情况下可以可靠运行,即使在弯曲半径为 5mm 的情况下也不例外。该技术有可能将计算能力整合到可穿戴、一次性使用的柔性设备中,从而改变医疗保健和消费品等行业。
普拉格玛特半导体公司的最新研究论文已发表在自然.
一款可弯曲的非硅RISC-V微处理器 - Pragmatic Semiconductor, Qamcom, 哈佛 - YouTube