Contenu
Source: Red150770 / Dreamstime.com
À emporter:
La production actuelle de puces en silicium est d’environ 20 milliards par an. Cela peut ne pas suffire pour l'internet en expansion. La réponse réside peut-être dans l'électronique ed.
Depuis le début de l'informatique numérique, les innovateurs sont à la recherche d'une puissance et d'une efficacité de calcul supérieures. L’ENIAC a utilisé près de 18 000 tubes à vide et a pu effectuer des calculs en quelques secondes, ce qui aurait pris des semaines de travail humain. Les transistors ont par la suite réduit la taille et le coût des dispositifs électroniques. Et le circuit intégré ne contenait plus qu'une poignée de transistors et de portes logiques et se chiffrait en milliards sur une puce. Mais le prochain grand saut dans la technologie informatique pourrait concerner davantage l’ubiquité que le pouvoir.
La solution? Des capteurs, des capteurs partout! Le professeur Donald Lupo de l'Université de technologie de Tampere (TUT) en Finlande travaille sur des idées qui faciliteront le développement de l'Internet des objets (IoT). La production actuelle de puces en silicium est d’environ 20 milliards par an. Mais, anticipant le besoin de milliards de capteurs, le professeur Lupo et ses collègues travaillent sur un concept plus large. Leurs projets sont axés sur l'Internet of Everything (IoE). (Pour plus d'informations sur l'IoT, voir Quels sont les principaux moteurs de l'Internet des objets (IoT)?)
Je suis devenu fasciné par le travail du professeur Lupos après avoir lu un article de l'IEEE pour lequel il a été interviewé. Pour répondre aux exigences croissantes en matière de connectivité à la demande, le professeur Lupo et ses équipes s’efforcent de rendre possible l’électronique omniprésente, peu coûteuse et respectueuse de l’environnement. TUT, situé à Tampere, la troisième ville du pays, est classé 11th dans le monde en termes de collaboration de l'industrie. Le professeur Lupo participe à deux projets dans le laboratoire TUT de Future Electronics. J'ai profité de mon amitié avec le professeur aux multiples talents pour lui poser des questions à leur sujet.
Prof Lupo: «L'une s'appelle la plate-forme ed, energy autonomous universaL (PAUL) pour les capteurs et les appareils multifonctions sans fil. Ce projet financé par Tekes pour une durée de 5 ans vise à développer la technologie permettant l'internet du tout. L’autre est une grande «ouverture stratégique» financée par Tekes appelée The Naked Approach, coordonnée par VTT et avec la participation de l’Université d’Oulu, de l’Aalto University, de Demos Helsinki et de l’Université de Laponie, en plus du TUT. Ce projet envisage plus globalement la vision de passer d'une société centrée sur les gadgets à une vie hyperconnectée sans gadgets, dans laquelle les services apparaissent au besoin et disparaissent lorsqu'ils ne sont plus nécessaires. "
Le professeur Paul Berger, de l’Université de l’Ohio, a été nommé professeur au FiDiPro au TUT. Les professeurs Lupo et Berger, ainsi que leur équipe, viennent d'horizons et de domaines divers pour former une approche multidisciplinaire et internationale de l'innovation technique. Le projet PAUL a quatre objectifs:
- Amélioration de la récupération d'énergie
- Appareils électroniques à grande vitesse
- Technologie d'intégration hybride
- Intégration complète du dépôt couche par couche (ALD)
Tout est à propos de l'électronique ed. L'Internet of Everything utilisera des capteurs n'importe où et partout. J'ai interrogé le professeur Lupo sur les principaux obstacles à l'intégration d'ALD et à la production en série de dispositifs électroniques à grande vitesse. (Pour en savoir plus sur les périphériques IoT, voir Est-ce que les périphériques portables constituent une menace pour les réseaux d'entreprise?)
Prof Lupo: «L’obstacle pendant longtemps était le fait qu’il s’agissait d’un processus en série très lent, qui nécessitait de déposer des matériaux, essentiellement une couche atomique à la fois, et de pomper la chambre de réaction à chaque fois. Les fabricants d'équipements ALD récemment leaders (par exemple, Picosun et Beneq, deux sociétés finlandaises, mais je pense que d'autres sont également actifs) ont développé des machines ALD continues et même des machines rouleau à rouleau pouvant se déposer sur des substrats flexibles. Il reste encore du travail à faire dans ce domaine et nous poursuivons activement la combinaison entre ALD et ing, mais pour les films minces (pas plus de quelques dizaines de nanomètres), je pense que cela peut être une bonne solution de fabrication. ”
Le professeur Lupo a entendu des rumeurs selon lesquelles ALD était déjà utilisé dans la production de puces de silicium depuis 2007. Mais l'électronique PAUL est différente. Ma prochaine question: propose-t-il la fin du silicium?
Pas de bugs, pas de stress - Votre guide étape par étape pour créer un logiciel qui change la vie sans vous détruire
Vous ne pouvez pas améliorer vos compétences en programmation lorsque personne ne se soucie de la qualité des logiciels.
Prof Lupo: "Absolument pas! Ou du moins pas son remplacement par ing. La densité de périphériques que vous obtenez sur les puces CMOS dans les ordinateurs est incroyable, tout comme la vitesse. aura toujours des structures plus grandes et donc moins de copeaux. Ainsi, le traitement des données volumineuses (ordinateurs, serveurs) sera probablement CMOS pendant longtemps, et le remplacement peut être quelque chose de complètement différent basé sur des phénomènes quantiques. L'électronique innovante ouvrira des domaines pour l'électronique et l'intelligence omniprésente où le silicium est déjà trop puissant et surdimensionné. ”
Le deuxième projet du portefeuille du professeur Lupos fonctionne de pair avec l’électronique électronique. “The Naked Approach” utilise des capteurs n'importe où et partout où l'utilisateur se rend. Imaginez un monde numérique sans gadgets. Que ce soit à la maison, au travail, au centre commercial, dans un restaurant ou même dans la rue, les services se matérialisent en cas de besoin, puis disparaissent lorsque l'utilisateur en a fini. Cette vidéo sur YouTube illustre le concept. Le site Web Naked Approach explique plus. «Des problèmes tels que l'itinérance, la reconnaissance, la confidentialité et les interfaces sont également examinés, de même que ce que l'on appelle des dispositifs« stick-it-on-on-on »," explique le professeur Lupo.
Profitant d'une certaine confusion dans mes questions, le professeur Lupo a aimablement fourni un autre résumé de la technologie:
Prof Lupo: «La solution permettant d'activer des appareils intelligents partout dans le monde comprend:
- Autonomie énergétique avec des matériaux non toxiques. C'est la partie récolte et stockage. Il peut également être appliqué à des dispositifs comprenant des puces en silicium. En fait, nous nous attendons à ce qu'il soit commercialisé plus tôt que les circuits entièrement équipés, probablement dans quelques années.
- Circuits électroniques flexibles et économiques: c’est la partie qui permet de faire en sorte que les composants électroniques électroniques offrent des performances suffisantes (vitesse, énergie réduite, etc.) pour être utilisés dans ces dispositifs omniprésents. Nous pensons que combiner ALD et ing sera un moyen d’aller de l’avant, mais c’est un effort à plus long terme, pour lequel j’attends une preuve de principe au laboratoire dans les années à venir, mais quelques années de plus avant de pouvoir commercialiser de tels produits.
Cela a l'air d'une technologie révolutionnaire. A-t-il l’illusion que PAUL ou The Naked Approach pourraient représenter une étape évolutive à l’échelle du transistor ou du circuit intégré?
Prof Lupo: "Probablement pas seulement dans nos groupes, mais si vous considérez le travail qui est fait dans le monde aujourd'hui, je pense que le travail que nous et d'autres faisons sur l'autonomie énergétique et sur les circuits sans silicium (macroélectronique?) Pourrait avoir effet similaire sur nos vies que le développement précédent de la microélectronique a eu sur nos vies, en rendant l’idée de l’Internet du tout ou des milliards de capteurs réalisable et écologiquement durable. ”
Mon approche initiale consistait à sonder le professeur Lupo pour une comparaison avec les technologies existantes. Quel est l'avenir de l'électronique électronique et quelle sera sa place sur le marché à l'ombre de la technologie des puces de silicium?
Prof Lupo: «Les produits électroniques ne rattraperont probablement jamais CMOS ou un successeur similaire pour les microprocesseurs haute densité et haute vitesse et les puces complexes. Mais nous pensons que ces capteurs omniprésents n’auront pas besoin de ce niveau de capacité de traitement et qu’à ce niveau (il suffit de mesurer certains paramètres simples, de traiter certaines données et de communiquer avec un nœud sans fil), de nombreux périphériques pouvant ne sont pas vraiment réalisables avec du silicium. Nous pensons également qu'ALD constituera un élément clé de cette équation. "
Nous pouvons donc tous nous attendre à une expérience quotidienne de l’Internet du tout qui tire parti de l’électronique de pointe et des capteurs omniprésents. Tout le monde veut plus de connectivité. Mais le professeur Lupo s'est dit enthousiasmé par les utilisations potentielles de la technologie médicale, telles que les capteurs ECG sans fil, la télémétrie des signes vitaux à distance ou une foule d'autres applications de diagnostic. Un avenir sans gadget avec une large distribution de connectivité caractérisera sans aucun doute la croissance exponentielle d'Internet et l'évolution vers l'Internet de Tout. Des circuits intelligents économiques et respectueux de l'environnement peuvent faire toute la différence.