Organisch und elastisch
Ein organischer Mikroprozessor besitzt mehr Transistoren als Intels Urvater heutiger Prozessoren.
Die organische Elektronik ist einer der großen Zukunftsmärkte. Kostengünstige und auf elastischen Trägern druckbare Schaltkreise und Bauelemente werden neue Anwendungen eröffnen – von intelligenten Etiketten bis zu Einmalsensoren. Bereits heute gibt es Handy-Displays, die sich mit organischen Dünnschichttransistoren ansteuern lassen. Für komplexe Chips wie sie für Prozessoren erforderlich wären, ist dagegen noch einige Vorarbeit zu leisten.
Das belgische Forschungsinstitut Imec und die niederländische Firma Polymer Vision haben nun zusammen mit mehreren weiteren belgischen und niederländischen Hochschulen einen organischen Prozessor vorgestellt, der typische Befehle der Signalverarbeitung beherrscht. Die Verarbeitung von Sensordaten gilt als eine der wahrscheinlichen Anwendungen für Prozessoren auf Folien. Der vorgestellte Prozessor ist ein Demonstrator mit limitierten Möglichkeiten, aber er besitzt immerhin deutlich mehr Transistoren als der Prozessor 4004, der 1971 Intels erste CPU (Central Processing Unit) war – und damit der Urvater moderner Mehrkernprozessoren. Der 4004 bestand aus 2300 Transistoren, der Folienprozessor aus rund 3400.
Die Wissenschaftler verwenden als Träger eine dünne Pentacenfolie. Die Recheneinheit kann mit Hilfe von Addierern, Subtrahieren, Zählern und Registerschiebern einfache logische Operationen und Berechnungen durchführen. Drei Register (Speicherbereiche in der CPU) des Prozessors sind programmierbar. Auf einer zweiten Folie befindet sich das fest „verdrahtete“ Programm, mit dem die digitale Signalverarbeitung erfolgt. Der Prozessor benötigt eine Fläche von knapp dreieinhalb Quadratzentimeter, die Befehlsfolie mit ihren gut 600 Transistoren knapp 0,5 Quadratzentimeter. Mit einer Taktfrequenz von 6 Hz – Intels 4004er erreichte 500 bis 740 kHz – verbraucht der Folienchip bei einer Spannung von 10 V etwa 90 µW.
Michael Vogel
