塑料芯片

可行性及市场前景

　　美国与欧洲的科研人员正致力于新型有机材料分子结构的研究，希望研制出价格低廉的一次性塑料半导体芯片，其速度和功能相当于现在用于便携式计算机的硅电路。一旦他们的研究工作获得成功，那么大量生产塑料芯片就将成为可能。

　　用不了多长时间，我们就能看到像钱包那样可折叠的超轻型便携式电子设备，或者是柔软的有源显示屏，其大小与质感类似乙烯基遮光窗帘，打开可以观看，收拢则可以存储。不久前，飞利浦公司已经开发出一种柔软的塑料计算机显示屏，正是采用了塑料基半导体而不是传统的硅基半导体。由于需要较少的生产工序和不太严格的“清洁房”环境，生产塑料芯片要比生产硅芯片简单得多，使得这种工艺更适合于生产灵活的大屏幕显示屏。

　　制造成本将是塑料芯片的优势。目前，一家半导体制造厂的建设和启动成本高达20亿美元，便得芯片成本达数美元一块，而塑料芯片的成本仅几美分而已。

　　科学家们现在还不愿透露IBM或其他机构会如何使这些发现成果商业化，但研究有机半导体的科研人员们表示，“塑料电子学”必定会成为一个可行的市场。

制造工艺的探索

　　大约15年前，科学家开始考虑用塑料代替硅。塑料不仅便宜，而且在理论上它也更容易被加工成适合使用的电路。

　　科学家在70年代后期取得了一项突破，他们发现了让先前被认为是绝缘体的塑料变得能够导电的方法。在过去10年里，研究人员又迈进了一步，他们找到了通过在特定位置改变塑料的物理和化学特性来影响塑料传导电子（或阻止电子流动）程度的方法。

　　如果要想让塑料来替代硅成为半导体原料的话，这种对塑料导电特性的“微调”;比如说在精确控制的位置添加特殊的化学物质;是十分重要的。

　　人们考虑用来制作微芯片的塑料材料跟聚乙烯等传统概念上的塑料完全不是一回事，它们是诸如聚噻吩和寡噻吩等新型聚合物家庭的成员。

　　在芯片基底上辅上一层层塑料材料以制成半导体装置的过程，可以利用类似于工业印刷的相对直接的工艺来完成。这种技术类似于丝网印刷（即化学材料是通过微型栅格喷到基底上的）或喷墨印刷。

　　在后一种方法中，可溶性的有机化合物通过高度精确的喷嘴直接喷射到目标上。技术的喷墨打印机能达到大约25微米的打印精度;虽然这与的微处理器所需的0.2微米的精确度还差得很远，但对某些种类的半导体元件来说已经足够用了。

进展

　　来自IMEC（比利时微电子研究中心）的科学家，已经创造出一个新型塑料芯片的原型，其成本仅有硅晶片的1/10，该塑料芯片的框架用塑料做成，在这个框架上用超薄的一层黄金来制作电路，而用有机半导体来制作P/N管结这个对计算机至关重要的部件。目前他们已经制成一个有4000个晶体管的8位的逻辑计算器。

　　但是考虑到它们每秒钟只能运行6个指令，短期之内塑料芯片还不能和IBM WastON超级计算机的强大功能相匹敌。