PlasticARM, il primo chip realizzato in plastica anziché in silicio

I ricercatori di Arm Holdings Ltd. e PragmatIC Semiconductor Ltd. affermano di aver creato il primo vero chip per computer che utilizza la plastica anziché il silicio come materiale di base.

Con questo sistema il chip è più flessibile e potrebbe potenzialmente inaugurare una nuova era in cui i microprocessori vengono utilizzati in oggetti di uso quotidiano.

La ricerca, pubblicata oggi sulla rivista Nature, indica che il silicio è stato l’elemento base dei semiconduttori sin dai primi giorni dell’informatica digitale. Questo grazie a due caratteristiche fondamentali: è il secondo elemento più comune sul pianeta, il che significa che è sia economico che in abbondanza; può funzionare sia come conduttore di energia che come isolante energetico, a seconda di come è implementato.

Ma il silicio non è adatto a tutte le possibili applicazioni informatiche. Uno dei suoi principali limiti è che è incredibilmente rigido e fragile, il che significa che non può essere facilmente integrato nella biologia. E sebbene il silicio sia abbastanza economico da utilizzare su prodotti destinati a durare a lungo, come computer e smartphone; non è abbastanza conveniente per strumenti “superflui” progettati per essere utilizzati una volta e poi gettati via.

PlasticARM, cos’è e come funziona?

Il processore PlasticARM è progettato per superare queste limitazioni.

I ricercatori hanno descritto la loro creazione come “il circuito integrato flessibile più complesso al mondo costruito con TFT in ossido di metallo”, stampati su una pellicola di plastica. I TFT sono transistor a film sottile che possono essere costruiti su superfici più flessibili. Utilizzando la pellicola di plastica come superficie di base, è possibile produrre chip in modo più economico e utilizzarli per scopi diversi.

Il chip in questione è un microprocessore a 32 bit basato sul chip ARM Cortex-MO+ e che supporta l’architettura ARMv6-M. È dotato di oltre 18.000 porte logiche e dispone sia di memoria interna che di un controller. I ricercatori hanno affermato che le versioni future potrebbero incorporare fino a 100.000 porte logiche prima che il consumo di energia diventi un problema.

I ricercatori si sono affrettati a sottolineare che PlasticARM non è inteso come un sostituto del silicio. In termini di prestazioni, efficienza energetica e densità, il silicio mantiene un grande vantaggio che probabilmente non sarà superato presto. Piuttosto, prevedono che i chip di plastica saranno un’opzione nei casi in cui sono richiesti più nuovi fattori di forma e dove il silicio non è conveniente.

Le possibili applicazioni per PlasticARM potrebbero essere “bottiglie intelligenti per il latte o il succo” in grado di analizzare se il contenuto è diventato rancido o meno.

Altre applicazioni includono chip per abbigliamento. I vestiti intelligenti del futuro potrebbero essere in grado di rilevare la temperatura esterna ed espandere o ridurre lo spazio tra le fibre per rendere più confortevole chi lo indossa. Poi ci sono possibili applicazioni biologiche come chip impiantati nel cervello delle persone o biomonitor che potrebbero essere posizionati su un organo interno per monitorarlo.

Oltre ad essere flessibile, PlasticARM è incredibilmente efficiente dal punto di vista energetico. Il chip di prova consuma solo 21 milliwatt di energia all’ora e la maggior parte viene consumata in stato di inattività. Quella potenza potrebbe essere facilmente generata da una cella solare delle dimensioni di un francobollo, o forse in futuro potrebbe essere utilizzata la ricarica wireless.