В области новых технологий. Выпуск 4

Предлагаем взглянуть и проанализировать итоги практической реализации новых технологий, которые разрабатывались ради более рационального, а главное более удобного и разнообразного подхода к нашей жизни. Безусловно, у каждого из нас разные потребности и разные возможности, следовательно, чем более разнообразен рынок предлагаемой продукции, тем большая возможность найти приемлемый вариант. Например, применение новой технологии LTPS, с которой начнем рассмотрение, дало нам новую нишу в выборе дисплея, будь то компьютерный монитор, телевизор или панель для презентаций или конференций, что всегда имело и будет иметь немаловажное значение.  

Разработка дисплеев по LTPS-технологии направлена на повышение точности ввода и уменьшение толщины дисплея при возможности нажатия пятью пальцами одновременно и сохранении возможности использования стилуса.

LTPS (Low Temperature Poly Silicon, низкотемпературная поликремневая технология) – сам поликристаллический кремний (кристаллы кремния размером от 0,1 до нескольких микрон) кристаллизуют при температуре не менее 400° C с формированием LTPS-пленки как на стеклянной, так и на пластиковой подложке. Кристаллизация кремния осуществляется лазерным отжигом, т.е нагревается и расплавляется аморфный кремний с низким содержанием водорода,  после чего повторно кристаллизуется в виде поликристаллической пленки, что в дальнейшем повышает отношение полезной площади ячейки к ее полной площади (увеличивается область, задействованная для пропускания света), следовательно, повышается яркость.

Увеличенная полезная площадь ячейки

По сравнению с уже существующим методом, посредством которого изготавливается пленка из аморфного кремния, производство LTPS-пленки более сложное, однако по заявлениям производителей, LTPS TFT имеют в 100 раз большую надежность, к тому же присутствует возможность формирования на подложке интегральных схем управления. Новая технология позволяет значительно уменьшить количество необходимых внешних контактов, а уменьшенная толщина дисплея позволила разработчикам разместить оптические датчики прямо под поверхностью экрана, обеспечивая большую чувствительность. Известно, что разработчики еще добавили и оптический сенсор в каждую ячейку.

Новый технологический процесс повышения качества производства ЖК панелей позволил создать сверхтонкий и сверхчувствительный ЖК-дисплей, который будет наиболее полно удовлетворять предъявляемые требования со стороны конечного пользователя. Данное решение найдет свое применение во многих мобильных устройствах, хотя, о начале коммерческого производства информации пока не было.

Дисплеи на основе не так давно разработанной OLED-технологии тоже совершенствуются, выделяясь среди прочих «коллег по цеху» в первую очередь за счет нового уровня производительности и более расширенных возможностей. Стоит отметить, что на предстоящей выставке Consumer Electronics Show (CES) 2008, которая будет проходить в январе в Лас-Вегасе, Samsung планирует продемонстрировать OLED-панель больших размеров, что ранее не было достижимо. Подробности о данной технологии можно найти в предыдущем обзоре. Напомним лишь, что ее ключевой особенностью является использование для излучения света процесса электрофосфоресценции. Сама же структура OLED-дисплеев на основе органических светодиодов имеет следующий вид:

Уже сейчас компанией Samsung достигнуты размеры 31-дюймовых OLED-дисплеев, которые являются самыми тонкими (всего 4,3 мм), компактными и легкими, с широким углом обзора (более 160°), с высоким разрешением, высочайшим качеством изображения и малой потребляемой мощностью (3-10 Вт), по сравнению с ЖК-панелями или «плазмой» тех же размеров. К слову о размерах, нам компания Panasonic обещала привезти на предстоящую выставку CES продукт рекордных размеров - 150-дюймовую плазменную панель, пока в единственном экземпляре.

Компании Sharp, Toshiba Matsushita, Hitachi и Canon объединили свои силы для взаимного сотрудничества в сфере разработки и производства панелей на основе органических светодиодов, что также привлечет средства на развитие новых технологий производства, и позволит справиться с растущим спросом потребителей на новую продукцию на рынке дисплеестроения.

Еще один альянс был создан компаниями-производителями полупроводниковой продукции, где совместными усилиями планируется освоение и внедрение 32 нм норм в массовое производство, что позволяет каждому из участников такого сотрудничества уменьшить расходы. Его участниками являются AMD, Chartered Semiconductor, Samsung, Infineon, Freescale, IBM, Toshiba.

А вот компании Intel вполне по силам нести все эти расходы самостоятельно, и она собирается построить три фабрики для производства 32 нм продукции. Кроме того, она уже продемонстрировала образцы 32 нм продукции и начала серийные поставки 45 нм процессоров. При производстве 32 нм продукции также будут использованы материалы с высоким значением диэлектрической константы (high-k) и транзисторы с металлическим затвором, которые Intel впервые стала применять в изготовлении 45 нм процессоров, о подробностях технологии можно взглянуть здесь. При этом площадь ядра удастся уменьшить на 50%, энергопотребление уменьшить на 45%, а производительность повысить на 30%.

Компания IBM лишь начинает производство продукции по 45 нм техпроцессу, а о внедрении 32 нм норм в массовое производство речь будет идти только во второй половине 2009 г. Хотя, возглавляемый IBM консорциум производителей полупроводниковой продукции доложил, что уже располагает рабочими образцами ячеек памяти SRAM, выпущенными с использованием 32 нм технологии, которая имеет площадь чипа менее 0,15 мкм2. А вот о составе улучшений на технологическом уровне пока информации нет, но ясное дело, использовали материалы с высоким значением диэлектрической константы и технологию SOI, что позволит на 30% поднять скорость переключения транзисторов по сравнению с технологией SOI предыдущего поколения. Вполне возможно, что 32 нм процессоры AMD могут и не демонстрировать прироста частоты на 30%, но некоторые улучшения по сравнению с 45 нм техпроцессом гарантированы. Стоит отметить, что компания IBM обладает возможностью удешевить производство 45 нм чипов за счет того, что уже в рамках 45 нм техпроцесса собирается использовать иммерсионную литографию на уже имеющемся литографическом оборудовании, что снизит затраты.

То, что множество компаний, входящих во взаимовыгодное содружество для освоения 32 нм технологии, производят широкий спектр продукции, обусловит широкое внедрение  перехода на 32 нм техпроцесс в разные сегменты рынка. Такой альянс дает значительную выгоду обычному потребителю.

Интересный вариант оптимизации работы процессоров предложила компания Intel, разработав новую EDAT технологию, которая позволяет кратковременно повышать частоту одного из ядер на величину до 37% до пороговой температуры с переходом к щадящей работе, чтобы охладить ядра. Такой подход необходим для обеспечения большего удобства работы ряда приложений, которые по-прежнему будут выигрывать от использования одиночного ядра, работающего на высокой частоте. Согласно информации компании, вот как эта технология работает:

Поддерживать эту технологию будут процессоры поколения Nehalem - не только мобильные, но и настольные. Согласно предоставленному изображению японским сайтом, видим наглядно, что многоядерные процессоры смогут ускорять несколько наиболее загруженных ядер на ступень множителя, независимо от остальных «отдыхающих», с достижением частоты большей номинальной.

Безусловно, «автоматический разгон» процессорного ядра представляет собой довольно интересный вариант повышения производительности системы, но его диапазон хотелось бы немного расширить. Кроме того, нельзя забывать и о повышении тепловыделения при таком подходе, и для более эффективного отдельного управления частотами ядер необходим отдельный регулятор.  Похоже, компания Intel планирует разместить модуль управления питанием на подложке процессора, на что тоже требуется время.

Совсем недавно, в прошлом материале, мы еще только вели разговор о новых разработках в устройствах временного хранения данных - создание новой самой быстрой микросхемы магниторезистивной памяти MRAM. А вот теперь уже имеем успешный выпуск этой продукции в условиях серийного производства компанией Toshiba.

Напомним, что ячейка магниторезистивной памяти содержит два транзистора и использует новую систему управления памятью, что обуславливает высокое быстродействие и малое энергопотребление. На данный момент память типа MRAM считается универсальной памятью следующего поколения, производством которой сейчас также занимаются крупные компании Micromem Technologies, Global Communication Services.

В сфере гибкой электроники тоже не мало интересного, например, уже существует новый тип памяти на основе органических наночастиц. Похоже, ученые из Тайваня не скучают, предлагая нам новую нано-память на гибком полимерном веществе со способностью хранить всего 16 байт информации в течение 10 дней, хотя срок автономного хранения информации уже можно увеличить вдвое, что будет воплощено, согласно планам производителей, в следующем экземпляре.

Технологический подход заключается в том, что между двумя алюминиевыми электродами разместили гибкий полимер PCm с наночастицами, которые могут иметь два состояния «вкл» и «выкл». В последнем случае между наночастицами проходит «виртуальный» очень слабый ток, а во включенном состоянии, когда подается рабочее напряжение на устройство 2 В, ток между наночастицами усиливается в 10 тысяч раз. Такой экземпляр новинки был представлен на прошедшем на этой неделе международном симпозиуме по гибкой электронике и дисплеям в Тайване. Интересно отметить, что США выделило довольно внушительную сумму на разработку гибких микрочипов и электроники на их основе, поскольку эта продукция имеет большие перспективы внедрения в гибкие дисплеи, мобильные телефоны и «умный текстиль».

И на последок, любопытная мелочь - создана электронная SmartNav - «handsfree» мышка, на обычном USB интерфейсе, но с необычным подходом.

Управление осуществляется движением головы, совершенно не используя руки, при этом на лоб крепиться специальный адаптер. Сама же мышка крепиться на верхней части монитора и следит за движениями головы. И еще необычная разработка от компании ZMP – робот Miuro (Music Innovation based on Utility RObot technology), который способен танцевать, следовать за пользователем и проигрывать музыкальные композиции.

Малыш аудио-робот имеет адаптер беспроводной передачи данных, оснащен док-станцией для плееров iPod, следовательно, может воспроизводить музыку с iPod или персонального компьютера.

Похоже, еще не мало предстоит узнать, увидеть, воспользоваться нововведениями, особенно в перспективно развивающейся области гибкой электроники, что позволит нам повторно с вами встретиться в последующих обзорах.

Автор: Анна Смирнова