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能以卷轴式制程印刷生产的纸存储器

更新日期:2015-04-21

芬兰VTT技术研究中心(Finish VTT Technical Research Centre)开发出能直接印刷在纸上的记忆体电路,采用简易的卷轴式印刷技术,以市面上的混合金属油墨制作而成;研究人员认为这种廉价的纸记忆体能应用在感测器资料纪录、独创性产品标志、游戏纸牌、互动包装以及产品资讯标示卡等等。
上述的单次写入、多次读取(write-once-read-many,WORM)记忆体能利用包装产业常见的软板(flexographic)或喷墨印刷技术,直接制作在产品或包装上;根据研究人员的实验,每个可写记忆体位元尺寸约0.2×0.3mm,内含两种市面上的银奈米粒子油墨混合,以一般的卷轴(R2R)印刷制程印出实际位元以及关联的写入/读取电极,然后干燥。

在写入之前,每个位元是在高电阻的1状态;写入一个位元是以在位元施加一道低电压(10V以下)来达成;那实际上是烧结(sinter)相邻的银奈米粒子,并产生最小电阻的路径,因此将记忆体位元由高电阻的0状态转至低电阻的1状态。该烧结步骤是不可逆的,意味着记忆体内的资料只能写入一次,但读取次数则是无限制。

26位元(1mm间距)的印刷式WORM 记忆体区块,具备接触式电极以及公用电极,位元尺寸约0.2×0.3mm;该种记忆体采用卷轴式制程生产

VTT实验室能在厚度125um的耐热PET基板上印出一卷长度为150公尺,内含1万个印刷式WORM记忆体区块(memory bank);而在先前的实验中,研究人员也证实了印刷于纸上的记忆体位元烧结能力。每个记忆体区块内含在R2R生产线上自动模切(die-cut)的线性位元阵列,每个位元因此能藉由量测横跨的电阻来顺序读取。

更大的记忆体则需要以2D位元阵列结构来限制电气触点的数量,负责印刷与混合功能元件、印刷记忆体与电子元件开发的VTT首席科学家Ari Alastalo表示,会需要布置与每个位元串联的二极体,或是利用更精细的读出电子元件来消除位元之间的串扰(cross talk)。

Alastalo解释,事实上WORM不会限制读取电压,而是藉由读出电子元件;WORM只是被量测的电阻,其位元尺寸可以非常小,能以RFID或NFC读取器所转换的能源来读取。这种电阻式WORM记忆体的一个有趣功能,是也能以非接触形式读取,不需要实际接触位元来量测电阻,位元电阻能以扫瞄式读取器透过电容式近场量测来读取。

VTT实验室正在进一步在不同的应用领域测试并证实该记忆体技术,同时也正在寻求合作夥伴将此专利制程技术推向商业化。