Un nuovo metodo per creare chip di silicio pieghevoli potrebbe aiutare a spianare la strada a una nuova generazione di dispositivi elettronici flessibili ad alte prestazioni.

In due nuovi documenti, Gli ingegneri dell'Università di Glasgow descrivono come hanno scalato i processi consolidati per realizzare chip di silicio flessibili alla dimensione richiesta per fornire sistemi pieghevoli ad alte prestazioni in futuro, e discutere le barriere che dovranno essere superate per rendere tali sistemi comuni.

Nella prima carta, pubblicato sulla rivista Advanced Electronic Materials, i ricercatori della Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST) dell'Università mostrano come sono stati in grado di realizzare per la prima volta un wafer di silicio ultrasottile in grado di fornire elaborazione ad alte prestazioni pur rimanendo flessibile.

L'elettronica flessibile ha molte potenziali applicazioni, compresa l'elettronica impiantabile, display pieghevoli, tecnologia indossabile in grado di fornire un feedback costante sulla salute degli utenti. Il gruppo BEST ha già compiuto progressi significativi nella tecnologia indossabile, incluso un sensore flessibile e l'app per smartphone di accompagnamento che può fornire un feedback sui livelli di pH del sudore degli utenti.

Professor Ravinder Dahiya, il capo del gruppo BEST, ha dichiarato:"I circuiti a base di silicio sono avanzati in complessità con notevole velocità dal loro sviluppo iniziale alla fine degli anni '50, rendendo possibile il mondo odierno dell'elaborazione ad alte prestazioni.

"Però, il silicio è un materiale fragile che si rompe facilmente sotto stress, che ha reso molto difficile l'uso in sistemi pieghevoli su qualcosa di diverso dalla nanoscala.

"Quello che siamo stati in grado di fare per la prima volta è adattare i processi esistenti per trasferire chip di silicio ultrasottili su scala wafer su substrati flessibili. Il processo è stato dimostrato con wafer di quattro pollici di diametro, ma può essere implementato anche per wafer più grandi. In ogni caso, questa scala è sufficiente per la produzione di wafer di silicio ultrasottili in grado di fornire una potenza di calcolo soddisfacente".

L'articolo del team delinea le tecniche che hanno sviluppato per trasferire diversi tipi di chip di silicio ultrasottili di circa 15 micron di spessore su substrati flessibili:una cellula del sangue umano, per confronto, è di circa cinque micron di larghezza.

Nella seconda carta, pubblicato sulla rivista Elettronica flessibile NPJ , Il professor Dahiya e il suo team offrono un esame dell'attuale stato dell'arte nell'elettronica flessibile, un'area industriale che si prevede varrà 300 miliardi di dollari entro il 2028.

Identificano le attuali domande di ricerca a cui è necessario rispondere prima che l'elettronica flessibile possa raggiungere i livelli di calcolo, gestione dei dati e prestazioni di comunicazione attese dai dispositivi moderni.

Il professor Dahiya ha aggiunto:"Negli ultimi anni ci sono state molte scoperte nello sviluppo dell'elettronica flessibile, e la tecnologia si sta sviluppando rapidamente, ma ci sono ancora problemi significativi che devono essere superati per aiutare sistemi come i nostri wafer di silicio ultrasottili a fornire il tipo di prestazioni che il mercato si aspetta.

"Speriamo che il nostro documento fornisca una preziosa panoramica delle aree che richiedono ancora ricerca, e ci impegniamo ad aiutare a far progredire il settore con le nostre ricerche".

"Chip ultrasottili per elettronica flessibile ad alte prestazioni" è pubblicato in Elettronica flessibile NPJ .