全球|全球首个非硅柔性Arm处理器诞生芯片|处理器

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假如冰箱里的蔬菜一直没吃，搭载芯片的传感器发现它快变质了，就能提醒你及时吃掉。
这不是幻想，最近Arm公司研制的塑料芯片已实现上述功能。
7月21日，相关论文以《原位柔性的32位Arm微处理器》（A natively flexible 32-bit Arm microprocessor）为题发表在Nature上。
这款塑料芯片的名字叫PlasticArm，该公司表示这是“第一个全功能、非硅的基于Arm架构的处理器”，并称它集成了12倍于此前最好的柔性IC的逻辑门，还表示这是迄今为止最复杂的柔性芯片。
它由Arm公司和柔性电子制造商PragmatIC合作设计，包含32位处理器，处理器中又包含18000个逻辑门、56340个器件、以及456字节的只读存储和128字节的随机存储。
芯片包装大约有指甲盖大小，面积为59.2mm2。片上系统采用0.8μm金属氧化物薄膜晶体管技术制造，时钟频率最高可达29kHz，最大功耗为21mW，其中99%以上为静态功耗。此外，它还能执行16位Arm Thumb指令集架构和32位Arm Thumb指令集架构的子集。
据了解，选择使用 A r m Cortex-M0+设计的原因之一，是因为它拥有成熟的生态系统。目前，该芯片只能运行三个硬连线到其电路中的测试程序。但是，Arm称将允许在未来版本中安装新代码。
塑料芯片的晶体管，由金属氧化物即铟、镓和锌的混合物制成，它比硅芯片中的晶体管更薄。基板材料使用一种名为聚酰亚胺的塑料，并在其上构建了薄膜金属氧化物晶体管。
据了解，该芯片生产于厚度小于30μm的柔性聚酰亚胺基板上，整个过程依赖薄膜材料沉积、图案化和蚀刻，并通过物理气相沉积、原子层沉积和溶液处理的技术组合得以实现。
这意味着在技术上，该芯片仍采用光刻工艺，并使用旋涂技术和光刻胶技术，最终处理器含有13个材料层和4个可布线的金属层。
研究人员还改变了标准单元架构，使路由器更容易连接单元。为了提高逻辑综合的整体质量，库中添加了几个复杂的逻辑门、以及一些高驱动强度的简单逻辑门。
【全球|全球首个非硅柔性Arm处理器诞生】另据悉，此次芯片是在PragmatIC公司的0.8μm节点上、使用行业标准芯片设计工具制造而成，其中包括工艺设计套件、标准单元库、以及与PragmatIC的FlexLogIC产品配合使用的仿真工具。
其中，标准单元库是预先验证的小型构建块的集合，通过使用电子设计自动化工具，可将它们组装成更大规模的IC布局。
加州大学圣芭芭拉分校研究员常林说：“这是芯片领域的一个里程碑式成果。近年来，由于传统硅芯片的工艺极限和材料限制，新结构与新材料的研究已成为芯片发展的必然方向。而柔性芯片微处理器的实现，必将大大拓展芯片应用。”
根据哈佛法学院2018年的一份报告，超过80%的美国人承认在食物过期前就扔掉了，以防止给自己带来疾病。事实上，富裕国家的大多数人往往对食品安全极为谨慎，这是导致每年生产的三分之一食品被浪费的主要因素。
许多人使用“嗅觉测试”来判断食物是否过期，但是很多闻起来很好的食物，仍然含有大量有毒细菌。塑料芯片的诞生，或将改变食品浪费的情况。