Memoria polimerica

Mentre i produttori di microchip continuano a spremere sempre di più dal silicio, i miglioramenti più drammatici nel settore dell'elettronica potrebbero provenire da un materiale completamente diverso: la plastica. I laboratori di tutto il mondo stanno lavorando su circuiti integrati, display per dispositivi portatili e persino celle solari che si basano su polimeri conduttori di elettricità, non sul silicio, per componenti elettronici economici e flessibili. Ora due dei principali produttori di chip al mondo stanno correndo per sviluppare un nuovo stock per questo arsenale microelettronico in plastica: la memoria polimerica.

Advanced Micro Devices di Sunnyvale, CA, sta lavorando con Coatue, una startup di Woburn, MA, per sviluppare chip che memorizzano i dati in polimeri anziché in silicio. La tecnologia, secondo il CEO di Coatue Andrew Perlman, potrebbe portare a un'alternativa più economica e più densa ai chip di memoria flash, il tipo di memoria utilizzato nelle fotocamere digitali e nei lettori MP3. Nel frattempo, Intel sta collaborando con Thin Film Technologies a Linkping, in Svezia, su una memoria polimerica simile ad alta capacità.

Questa storia faceva parte del nostro numero di settembre 2002

• Vedi il resto del problema
• sottoscrivi

La microelettronica polimerica è potenzialmente molto meno costosa da realizzare rispetto ai dispositivi in ​​silicio. Invece di apparecchiature di fabbricazione multimiliardari che incidono circuiti su un wafer di silicio, i produttori potrebbero eventualmente utilizzare stampanti a getto d'inchiostro per spruzzare circuiti a polimero liquido su una superficie. La memoria polimerica ha un ulteriore vantaggio: a differenza della memoria del PC, conserva le informazioni anche dopo lo spegnimento. Tale memoria non volatile offre potenziali vantaggi - non ultimo dei quali è la prospettiva di non dover mai aspettare l'avvio di un PC - e un certo numero di ricercatori stanno lavorando su vari approcci (vedi Magnetic Random-Access Memory, TR luglio/agosto 2002). Ma la memoria polimerica potrebbe potenzialmente archiviare molti più dati rispetto ad altre alternative non volatili.

La memoria polimerica memorizza le informazioni in un modo completamente diverso rispetto ai dispositivi al silicio. Invece di codificare zero e uno come quantità di carica immagazzinata in una cella, i chip di Coatue memorizzano i dati in base alla resistenza elettrica del polimero. Utilizzando la tecnologia concessa in licenza dall'Università della California, Los Angeles, e dall'Accademia Russa delle Scienze di Novosibirsk, Coatue fabbrica ogni cella di memoria come un polimero inserito tra due elettrodi. L'applicazione di un campo elettrico a una cella abbassa la resistenza del polimero, aumentando così la sua capacità di condurre corrente; il polimero mantiene il suo stato fino a quando non viene applicato un campo di polarità opposta per riportare la sua resistenza al suo livello originale. I diversi stati di conduttività rappresentano bit di informazione.

Le celle di memoria polimerica di Coatue sono circa un quarto delle dimensioni delle celle di silicio convenzionali. E a differenza dei dispositivi al silicio, le celle polimeriche possono essere impilate per produrre una struttura tridimensionale. Quell'architettura potrebbe tradursi in chip di memoria con una capacità di archiviazione di parecchie volte superiore alla memoria flash. Entro il 2004, Coatue spera di avere chip di memoria sul mercato in grado di memorizzare 32 gigabit, superando la memoria flash, che dovrebbe contenere circa due gigabit per allora.

Ma trasformare la memoria polimerica in un prodotto commerciale non sarà facile. Le tecnologie di memoria competono non solo sulla capacità di archiviazione, ma anche su velocità, consumo energetico e affidabilità. La difficoltà sta nel soddisfare tutti i requisiti degli attuali chip di memoria al silicio, afferma Thomas Theis, direttore delle scienze fisiche presso il Watson Research Center di IBM a Yorktown Heights, NY. Fino a quando i nuovi materiali di memoria non saranno in grado di competere con le elevate prestazioni del silicio, osserva Theis, saranno probabilmente limitati ad applicazioni di nicchia.

Un uso probabile è nell'elettronica usa e getta, dove il costo, piuttosto che le prestazioni, è il fattore decisivo. I ricercatori dei Bell Laboratories di Lucent Technologies stanno lavorando su dispositivi di memoria polimerici da utilizzare nei tag di identificazione. La memoria polimerica prodotta presso i Bell Labs è ancora relativamente lenta rispetto agli standard del silicio e la capacità prevista è solo dell'ordine di un kilobit. Ma, afferma il chimico dei Bell Labs Howard Katz, i dispositivi di memoria polimerici flessibili ea basso costo potrebbero essere molto attraenti, ad esempio, per i tag di identificazione destinati a essere gettati via dopo pochi utilizzi.

Con l'avanzare della tecnologia delle memorie polimeriche, potrebbe aprire la strada a computer realizzati interamente con componenti elettronici in plastica, dal display al chip logico. Potrebbero volerci decenni, ma mentre i ricercatori spingono i limiti dei polimeri, la visione sembra meno inverosimile. E a breve termine, Coatue afferma che la sua memoria polimerica potrebbe essere integrata nell'infrastruttura di silicio esistente. La rivoluzione è già iniziata, afferma il chimico del MIT Tim Swager, consulente scientifico di Coatue.

nascondere