microchiplets

En el mismo laboratorio de investigación donde nacieron el ethernet, la impresora láser y la interfaz gráfica de usuario, los ingenieros están forjando una forma completamente nueva de ensamblar dispositivos electrónicos, una técnica que podría ser más rápida, económica y versátil.

Por lo general, los chips se fabrican a granel en obleas de semiconductores y luego se cortan en unidades individuales y se colocan en placas base dentro de computadoras y otros dispositivos. Pero los investigadores de PARC, en Palo Alto, California, prevén hacer algo diferente con las obleas: cortarlas en chips del ancho de un cabello, mezclarlas en una tinta y guiar las pequeñas piezas electrostáticamente hasta el lugar y la orientación correctos en un sustrato. , de donde un rodillo podría recogerlos e imprimirlos.

eugenio chow

Izquierda: una herramienta de grabado láser tritura una oblea de silicio en diminutos chips.

Derecha: Los miles de chiplets tienen cargas positivas y negativas, aplicadas a la oblea por medio de películas delgadas.

Los chips, cada uno de 200 micrómetros por 300 micrómetros, se colocan en un fluido.

Se colocan cuatro chips en un sustrato de vidrio utilizando campos eléctricos complejos generados por cables en forma de espiral.

Después de que un rodillo deposita los cuatro chips sobre un sustrato de plástico, una impresora los une.

Cuatro chips, apenas visibles en las esquinas y en el centro de las líneas de la izquierda, ahora están conectados por cables impresos en una prueba de concepto de fabricación. Dos electrodos son visibles a la derecha.

Esta historia fue parte de nuestra edición de septiembre de 2014

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Aunque ahora se encuentra en una etapa muy temprana, la tecnología podría conducir a nuevos tipos de dispositivos informáticos, como matrices de imágenes de alta resolución hechas de pequeños detectores ultrasensibles ensamblados por millones. Debido a que las impresoras pueden depositar materiales en diferentes sustratos, esta tecnología podría usarse para fabricar dispositivos electrónicos flexibles de alto rendimiento, sensores diminutos adornados con conjuntos densos de diversos sensores u objetos tridimensionales con funciones informáticas entretejidas, dice Janos Veres, quien administra El equipo de electrónica impresa de PARC. Y el enfoque podría facilitar que más personas y pequeñas empresas diseñen y fabriquen dispositivos informáticos personalizados.

La visión de PARC para la tecnología comienza con obleas fabricadas con métodos convencionales y diseñadas para albergar miles de diminutos dispositivos en funcionamiento. Estos podrían incluir LED o láseres, procesadores y memoria, o sensores basados ​​en dispositivos microelectromecánicos o MEMS. Todos se convertirían en materias primas para una paleta de tintas infundidas con chips. Los sistemas de impresión electrónica existentes generalmente usan materiales de menor rendimiento, pero potencialmente, podemos usar los chips de rendimiento más alto del mercado, dice Eugene Chow, un ingeniero eléctrico que dirige el proyecto.

La tecnología ordena los chips en su lugar utilizando campos eléctricos controlados por software generados por conjuntos de cables debajo de un sustrato de ensamblaje. Como bolas que ruedan hasta convertirse en chuletas, los chiplets van a lugares definidos por los campos eléctricos. Los campos están cambiando en el tiempo y el espacio en todo tipo de patrones sofisticados que se pueden controlar para permitir un ensamblaje de alto rendimiento, dice Chow.

Por ahora, la colocación se ve favorecida por simples cargas positivas y negativas que se agregan a los chips antes de picar las obleas. Para que un sistema de impresión maneje diferentes tipos de chiplets, PARC prevé diferenciarlos con códigos de barras únicos basados ​​en cargos o crear múltiples pasos de impresión, con un tipo de chiplet colocado en cada paso. Dentro de unos años, si esto funciona, es una nueva plataforma en la que juntamos millones y miles de millones de cosas, dice Chow.

El primer obstáculo es descubrir cómo ensamblar chiplets con precisión; hasta ahora, PARC ha logrado colocar cuatro a la vez y luego conectarlos en un segundo paso. Aún así, ese logro es un comienzo para acelerar la evolución de la microelectrónica, dice Veres. Podemos iterar nuevos circuitos cada minuto, abriendo miles de usos.

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