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Impression de puces bon marché
Après des années en mode furtif, une société fondée pour commercialiser une technologie initialement développée au Media Lab du MIT a annoncé un nouveau processus d'impression de transistors pour la mémoire et les puces logiques, ainsi que des dispositifs analogiques pour la radio. Étant donné que la technologie utilise des équipements d'impression commerciaux tels que des imprimantes à jet d'encre, cela pourrait être un moyen peu coûteux et facile de fabriquer des micropuces hautes performances.
Processeurs d'impression : Des transistors imprimés comme celui-ci pourraient apporter des puces électroniques aux objets du quotidien. Différentes encres sont utilisées pour diverses parties du transistor, qui comprennent les contacts électriques, la source et le drain (haut et bas) et la grille de contrôle.
Les premiers produits fabriqués par l'entreprise, Sunnyvale, en Californie Kovio , seront probablement des cartes à puce jetables pour les transports publics, qui pourraient être disponibles d'ici la fin de l'année prochaine. À terme, la technologie pourrait aider à permettre une gamme d'applications, y compris des écrans muraux.
Kovio est l'une des nombreuses sociétés qui développent des alternatives ultra-bon marché aux puces électroniques conventionnelles en remplaçant les méthodes de photolithographie conventionnelles par des techniques d'impression. De tels processus produisent des transistors plus gros que les méthodes conventionnelles de fabrication de puces - une puce imprimée peut avoir un millier de transistors, plutôt que des centaines de millions - et ne concurrenceront probablement pas les micropuces utilisées dans l'informatique ou l'électronique grand public. Mais parce que l'électronique imprimée est bon marché à fabriquer, elle pourrait conduire à l'utilisation de puces électroniques dans une large gamme d'objets courants, ainsi que de grands écrans qui couvrent, par exemple, un mur entier.
Ce qui distingue Kovio de la plupart des entreprises d'électronique imprimée, c'est qu'il utilise des matériaux semi-conducteurs inorganiques, tels que le silicium, plutôt que des matériaux organiques tels que des polymères conducteurs. Bien qu'ils coûtent un peu plus cher, les transistors inorganiques ont des performances 100 à 1 000 fois supérieures à celles des transistors organiques, selon Vivek Subramanian , qui travaille sur l'électronique organique imprimée à l'Université de Californie à Berkeley et est conseiller technique de Kovio. Les matériaux organiques sont moins chers et peuvent être plus faciles à travailler, mais les matériaux inorganiques et les techniques de traitement développées par Kovio permettent, par exemple, de produire des appareils radio qui commutent à des vitesses suffisamment rapides pour répondre aux normes RFID actuelles.
Amir Mashkoori , PDG de Kovio, affirme que la société peut imprimer des mémoires et des dispositifs logiques CMOS économes en énergie, ainsi que des circuits analogiques pour les radios, pour fabriquer des étiquettes RFID qui coûtent moins d'un nickel. Pour ce faire, ils ont développé une variété d'encres, notamment des métaux nanocristallins pour les électrodes et les connexions entre les appareils, des semi-conducteurs en silicium dopé et des matériaux isolants. Le processus de Kovio utilise plusieurs types d'imprimantes commerciales, y compris des modèles à jet d'encre. L'impression est suivie d'un processus de durcissement. Kovio estime que son système ne nécessite que 5% des matériaux et un quart de l'énergie électrique utilisés dans les processus de fabrication de puces conventionnels, avec un équipement qui coûte un tiers autant.
D'ici cinq ans, le coût de certaines applications pourrait tomber à un centime par pièce, selon Mashkoori, suffisamment bon marché pour que les magasins remplacent les codes-barres par des étiquettes RFID. De telles balises pourraient rendre le suivi des stocks beaucoup plus facile. À terme, les consommateurs pourront peut-être lire les étiquettes avec leur téléphone portable pour confirmer qu'un produit est conforme à leurs restrictions alimentaires ou pour garder un décompte du coût des articles dans leur panier. Les articles pouvaient être payés en passant devant un lecteur et en acceptant les frais.
Les performances plus élevées des dispositifs inorganiques pourraient également s'avérer utiles pour les écrans à LED organiques, explique John Rogers, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Les techniques d'impression sont efficaces pour répartir les transistors sur de grandes surfaces, c'est pourquoi elles sont idéales pour faire de grands écrans. En effet, Rogers suggère que l'électronique imprimée pourrait finalement s'avérer la plus adaptée aux applications de grande surface.
Le processus de Kovio était à l'origine basé sur les recherches de Joseph Jacobson , professeur au Media Lab du MIT. (Voir Imprimez votre prochain PC.) Son objectif était en partie de développer un processus d'impression utilisant des températures basses compatibles avec les substrats en plastique, ce qui pourrait être utile pour produire certains types d'écrans flexibles. Pour cela, il a développé des encres à base de nanoparticules semi-conductrices qui fondent à des températures plus basses que la forme en vrac des matériaux semi-conducteurs. Il a cofondé Kovio en 2001, et la société est presque immédiatement passée en mode furtif en développant la technologie pour des applications commerciales. Mais au fil des ans, à la demande de clients potentiels, l'entreprise a accordé plus d'importance aux performances des appareils qu'au traitement à basse température. Les nouvelles méthodes utilisent un traitement à haute température des matériaux après l'impression - ceux-ci peuvent toujours fonctionner avec un substrat flexible, dit Subramanian, mais il doit s'agir d'une feuille de métal plutôt que de plastique.
Le compromis est venu en partie de la nécessité de fabriquer des étiquettes RFID qui fonctionnent avec les normes de radiofréquence actuelles. Au début, l'entreprise ne pouvait imprimer que des radios fonctionnant dans la gamme des kilohertz, explique Walter Bonneau , vice-président senior de l'entreprise basée à San Diego Société cubique , qui fournit des systèmes de cartes à puce pour les principaux systèmes de transport en commun. Mais les normes RFID exigeaient des appareils à portée mégahertz, dit-il. Le passage à des températures plus élevées et à des appareils plus performants a permis d'atteindre les fréquences nécessaires.
Le changement a aidé à persuader Cubic de signer un accord de développement et d'approvisionnement avec Kovio. (Kovio a également annoncé un tel accord avec Toppan Formes au Japon.) La technologie pourrait être parfaite pour remplacer les cartes à bande magnétique, dit Bonneau, qui sont actuellement utilisées pour les laissez-passer jetables à usage limité, par des cartes à puce plus rapides et plus fiables. Les cartes à puce sans contact actuelles du type utilisé par les voyageurs fréquents sur les principaux réseaux de transport en commun peuvent coûter jusqu'à 5 $ pièce à produire. Mais la technologie de Kovio pourrait bientôt conduire à des cartes à puce non magnétiques qui coûtent un sou.