Дослідники з університету Фудань представили експериментальний комп’ютерний чип нового типу – Fiber Integrated Circuit (FIC), вбудований у гнучке волокно товщиною менше за людську волосину. Попри мікроскопічні розміри, розробка здатна витримувати екстремальні механічні навантаження та виконувати обчислення, наближені за можливостями до класичних кремнієвих мікросхем. Про це повідомляє Tom’s Hardware.
Що таке Fiber Integrated Circuit
FIC – це повністю гнучкий інтегральний чип, сформований у вигляді волокна діаметром близько 50 мікрометрів. На відміну від більшості сучасних wearable-пристроїв, які все ще містять жорсткі кремнієві компоненти, нова розробка усуває останні обмеження, пов’язані з електронною жорсткістю.
За словами команди, їхня мета полягала у створенні волоконної електроніки з безпрецедентною щільністю мікропристроїв та можливістю одночасної обробки різних типів сигналів.
Архітектура, натхненна суші-ролами
Ключова інженерна ідея FIC запозичена з побутового прикладу — суші-рола. Дослідники формують багатошарові електронні схеми на гнучких підкладках, після чого щільно згортають їх у спіральну структуру.
У результаті утворюється так звана багатошарова спіральна архітектура, яка дозволяє розмістити велику кількість функціональних елементів у надзвичайно тонкому волокні, зберігаючи при цьому механічну гнучкість.
Щільність транзисторів і обчислювальні можливості
Згідно з науковою публікацією, зразки Fiber Integrated Circuit досягають щільності близько 100 000 транзисторів на сантиметр, що еквівалентно приблизно 10 мільйонам транзисторів на метр волокна, чого достатньо для цифрової й аналогової обробки сигналів, виконання базових арифметичних операцій та нейронних обчислень із високою точністю розпізнавання. В університетському блозі також зазначається, що метрове волокно може вміщувати мільйони транзисторів, наближаючись за можливостями до ранніх настільних процесорів кінця 1990-х років.
Вражаюча механічна міцність
Окрему увагу дослідники приділили тестам на надійність: у статті, опублікованій в Nature, зазначено, що Fiber Integrated Circuit витримує понад 10 000 циклів згинання й стирання, розтягування до 30%, скручування під кутом 180° на сантиметр і навіть стискання контейнерною вантажівкою вагою 15,6 тонни, при цьому зберігаючи повну функціональність.
