Tartalom
Forrás: Red150770 / Dreamstime.com
Elvitel:
A szilíciumforgácsok jelenlegi termelése körülbelül 20 milliárd dollár évente. Lehet, hogy ez nem elég a bővülő internethez. A válasz az elektronikában rejlik.
A digitális számítástechnika hajnalától kezdve az innovátorok nagyobb számítási teljesítményt és hatékonyságot keresnek. Az ENIAC közel 18 000 vákuumcsövet használt, és másodpercek alatt elvégezhette a számításokat, amelyek hetekig tartó emberi erőfeszítéseket igényeltek volna. A tranzisztorok később csökkentik az elektronikus eszközök méretét és költségét. És az integrált áramkör egy maroknyi tranzisztor és logikai kapu beillesztésével milliárdokra fejlődött egy chipen. De a számítástechnika következő nagy ugrása valószínűleg inkább a mindenütt jelenlévő képességről szól, mint a hatalomról.
A megoldás? Érzékelők, érzékelők mindenhol! Donald Lupo, a finnországi Tamperei Műszaki Egyetem professzora azon ötleteken dolgozik, amelyek elősegítik a tárgyak internete (IoT) fejlődését. A szilíciumforgácsok jelenlegi termelése körülbelül 20 milliárd dollár évente. Lupo professzora és kollégái pedig az érzékelők milliárdjainak igénybevétele előtt egy szélesebb koncepció kidolgozásán dolgoznak. Projekteik az Internet mindent (IoE) fókuszálják. (Az IoT-ról további információkért lásd: Melyek a tárgyak internetének hajtóerői?)
Miután elolvastam egy IEEE cikket, melyben interjút készítettem, elnyűgöztem Lupos professzor munkáját. Annak érdekében, hogy megfeleljen a növekvő igényeknek a csatlakoztathatósággal kapcsolatban, Lupo professzor és csapata azon dolgozik, hogy az olcsó, környezetkímélő, mindenütt jelenlévő elektronikát lehetővé tegyék. A Finnország harmadik legnagyobb városában, Tamperesben található TTÜ a 11-es besorolással rendelkezikth a világon az ipari együttműködés szempontjából. Lupo professzor két projektben vesz részt a TTÜ Future Electronics laboratóriumában. Kihasználtam a multi-tehetséges professzorral való barátságomat, hogy róluk kérdezzem.
Lupo professzor: „Az egyik a többfunkciós vezeték nélküli érzékelők és készülékek energia-autonóm univerzális (PAUL) platformja. Ez egy Tekes által finanszírozott ötéves projekt, amelynek célja a minden internetének használatát lehetővé tevő technológia fejlesztése. A másik egy nagyméretű Tekes-finanszírozású „Meztelen megközelítés”, „Meztelen megközelítés”, melyet a VTT koordinál, és a TTÜ-n kívül az Oulu Egyetemen, az Aalto Egyetemen, a Demos Helsinkiben és a Laplandi Egyetemen is részt vesz. Ez a projekt globálisabban szemlélteti azt az elképzelést, amely arra irányul, hogy elmozduljunk egy eszköz-központú társadalomról egy eszköz nélküli hiperkapcsolatú életre, amelyben a szolgáltatások szükség szerint megjelennek és eltűnnek, amikor már nincs szükségük. ”
Paul Berger, az Ohio Egyetem professzora FiDiPro professzorként kezdett a TTÜ-n. Lupo és Berger professzorok, valamint csapatuk különböző háttérrel és területektől származnak, hogy multidiszciplináris, nemzetközi megközelítést alakítsanak ki a műszaki innováció terén. A PAUL projektnek négy célja van:
- Jobb energia-betakarítás
- Nagy sebességű elektronikus eszközök
- Hibrid integrációs technológia
- A roll-to-roll atomréteg-lerakódás (ALD) teljes integrációja
Ez az egész elektronikáról szól. Az Internet mindenjén érzékelőket fog használni bárhol és bárhol. Megkérdeztem Lupo professzort az ALD integrációjának és a nagy sebességű elektronikus eszközök tömeggyártásának fő akadályairól. (További információ az internet-eszközökről: A hordható eszközök fenyegetést jelentenek a vállalati hálózatokban?)
Lupo professzor: „Hosszú ideig az akadály az volt, hogy egy nagyon lassú sorozatfolyamat volt az, amikor az anyagokat lényegében egy atomrétegből le kellett lerakni, és minden alkalommal ki kellett pumpálni a reakciókamrát. A közelmúltban vezető ALD berendezésgyártók (például a Picosun és a Beneq, mindkettő finn vállalat, de úgy gondolom, hogy mások is aktívak) folyamatos ALD-gépeket és még hengerelt-hengeres gépeket fejlesztenek, amelyek rugalmas aljzatokra képesek lerakódni. Még mindig van tennivaló ezen a területen, és aktívan folytatjuk az ALD és az IN kombinációját, ám vékony fóliák esetében (legfeljebb néhány tíz nanométer) úgy gondolom, hogy ez jó gyártási megoldás lehet. ”
Lupo professzor olyan pletykákat hallott, hogy az ALD 2007 óta már használatban van a szilíciumforgács-gyártásban. De a PAULs elektronika valami más. A következő kérdésem: Javasolja-e a szilícium végét?
Nincsenek hibák, nincs stressz - Az Ön életét megváltoztató szoftverek készítésének lépésről lépésre történő leírása az élet megsemmisítése nélkül
Nem javíthatja a programozási készségét, ha senki sem törődik a szoftver minőségével.
Lupo professzor: "Egyáltalán nem! Vagy legalábbis nem helyettesíti azzal. A számítógépekben a CMOS-chipeken elhelyezett eszközök sűrűsége, valamint a sebesség is. Az ing mindig nagyobb szerkezetű, és ezért kevesebb forgács. Tehát a nagy adatgyűjtés (számítógépek, szerverek) valószínűleg hosszú ideig CMOS lesz, és a kicserélés kvantum jelenségek alapján teljesen más lehet. Az ed elektronika olyan területeket nyit meg az elektronika és a mindenütt jelenlévő intelligencia számára, ahol a szilícium már túl erős és túlméretezett. "
A Lupos professzor portfóliójának második projektje kéz a kézben működik az elektronikával. A „meztelen megközelítés” érzékelőket használ, bárhová és mindenhová a felhasználó megy. Képzeljen el egy digitális világot, amely nem rendelkezik szerkentyű nélkül. Akár otthon, munkahelyen, a plázában, egy étteremben vagy akár az utcán sétálva, a szolgáltatások szükség esetén megvalósulnak, majd eltűnnek, amikor a felhasználó velük foglalkozik. Ez a YouTube videó szemlélteti a koncepciót. A meztelen megközelítés honlapja többet magyaráz. „A barangolás, a felismerés, a magánélet és az interfészek kérdéseire, valamint az úgynevezett„ ragasztás-on-on-eszközökre ”is vonatkozik, - mondja Lupo prof.
Lupo professzor, érzékelve némi zavart a kérdéseimben, kedvesen adott egy másik összefoglalót a technológiáról:
Lupo professzor: „Az intelligens eszközök mindenhol történő engedélyezésének megoldása a következőket tartalmazza:
- Energia-autonómia nem mérgező anyagokkal. Ez a betakarítás és tárolás része. Alkalmazható olyan eszközökre is, amelyek szilícium chipeket tartalmaznak, és valójában azt várjuk, hogy ez korábban kerül piacra, mint a teljesen meghúzott áramkör, valószínűleg néhány év alatt.
- rendkívüli, rugalmas, olcsó áramkörök: ez az, hogy az ed elektronikának elég jó teljesítményt (sebesség, alacsony energia stb.) biztosítsunk ahhoz, hogy ezeket a mindenütt jelen levő készülékeket felhasználhassuk. Úgy gondoljuk, hogy az ALD és a kombináció kombinációja lesz az egyik út a haladáshoz, de ez egy hosszabb távú erőfeszítés, ahol elvárások elvégzését várom a laboratóriumban az elkövetkező években, de még néhány évvel azelőtt, hogy ezeket a dolgokat forgalomba lehet hozni. ”
Ez egy áttörő technológia megjelenése. Van-e illúziója arról, hogy a PAUL vagy a Meztelen megközelítés evolúciós lépést jelenthet a tranzisztor vagy az integrált áramkör méretarányában?
Lupo professzor: „Valószínűleg nem csak a csoportjainkban, de ha figyelembe vesszük azt a munkát, amelyet a mai világban végeznek, úgy gondolom, hogy az a munka, amelyet mi és mások elvégzünk az energia-autonómia és a szilícium-mentes áramkörök (makroelektronika?) Érdekében, hasonló hatást gyakorol az életünkre, mint a mikroelektronika korábbi fejlesztése az életünkre azáltal, hogy az Internet mindent vagy trillió érzékelőt megvalósíthatóvá és ökológiai szempontból fenntarthatóvá teszi. ”
Első megközelítésem Lupo professzor próbája volt, hogy összehasonlítsam a meglévő technológiákkal. Mi az ed elektronika jövője, és mi lesz a helye a piacon az erős szilikon chip technológia árnyékában?
Lupo professzor: Az ed elektronika valószínűleg soha nem fogja felzárkózni a CMOS-hez vagy hasonló utódhoz a nagy sűrűségű, nagy sebességű mikroprocesszorok és az összetett chipek számára. Úgy gondoljuk azonban, hogy ezeknek a mindenütt jelen levő szenzoroknak nem lesz szükségük a feldolgozási képesség ilyen szintjére, és ezen a szinten (elegendő néhány egyszerű paraméter méréséhez, adatfeldolgozáshoz és a vezeték nélküli csomóponttal való kommunikációhoz) számos eszköz lehetővé teheti a szilíciummal valóban nem kivitelezhetők. Azt is gondoljuk, hogy az ALD kulcsfontosságú része ennek az egyenletnek. ”
Tehát mindannyian várhatjuk a Minden internet napi élményét, amely kihasználja az ed elektronikát és a mindenütt jelenlévő érzékelőket. Mindenki nagyobb összeköttetést akar. De Lupo professzor izgatottan beszélt az orvosi technológia lehetséges felhasználásáról, például a vezeték nélküli EKG-szenzorokról, az életjelek távoli telemetriájáról vagy számos egyéb diagnosztikai alkalmazásról. A készülékek nélküli jövő, a széles körű csatlakoztathatósággal, kétségtelenül jellemzi az internet exponenciális növekedését és a Minden internet felé mutató fejlődését. Az olcsó, környezetbarát ed intelligens áramkörök mindezt megváltoztathatják.