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混合金属油墨印刷的“纸内存”会火吗?

更新日期:2015-04-22

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内存电路,采用简易的滚动条式印刷技术,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内存能应用在传感器数据纪录、独创性产品标志、游戏纸牌、互动包装以及产品信息标示卡等等。
上述的单次写入、多次读取(write-once-read-many,WORM)内存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,每个可写内存位尺寸约0.2×0.3mm,内含两种市面上的银纳米粒子油墨混合,以一般的滚动条 (R2R)印刷制程印出实际位以及关联的写入/读取电极,然后干燥。

在写入之前,每个位是在高电阻的1状态;写入一个位是以在位施加一道低电压(10V以下)来达成;那实际上是烧结(sinter)相邻的银纳米粒子, 并产生最小电阻的路径,因此将内存位由高电阻的0状态转至低电阻的1状态。该烧结步骤是不可逆的,意味着内存内的数据只能写入一次,但读取次数则是无限制。

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内存区块(memory bank);而在先前的实验中,研究人员也证实了印刷于纸上的内存位烧结能力。每个内存区块内含在R2R生产在线自动模切(die-cut)的线性位数组,每个位因此能藉由量测横跨的电阻来顺序读取。

更大的内存则需要以2D位数组结构来限制电气触点的数量,负责印刷与混合功能组件、印刷内存与电子组件开发的VTT首席科学家Ari Alastalo表示,会需要布置与每个位串联的二极管,或是利用更精细的读出电子组件来消除位之间的串扰(cross talk)。

Alastalo 解释,事实上WORM不会限制读取电压,而是藉由读出电子组件;WORM只是被量测的电阻,其位尺寸可以非常小,能以RFID或NFC读取器所转换的能源来读取。这种电阻式WORM内存的一个有趣功能,是也能以非接触形式读取,不需要实际接触位来量测电阻,位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内存技术,同时也正在寻求合作伙伴将此专利制程技术推向商业化。