将塑料芯片带入医疗领域

2021年7月23日//尼克·弗莱赫蒂
将塑料芯片带入医疗领域
臂正在设计低成本,灵活的心脏监测器,在塑料芯片过程中,在纸基板上使用多个设备开发的务实。

ARM正在寻求开发一种可穿戴的心脏监护仪,该监护仪采用塑料技术而非硅,同时采用CMOS工艺和工艺合作伙伴正在开发的不同存储技术。

ARM已经在当前的NMOS塑料芯片工艺上演示了一个M0+微控制器,以演示如何使用该技术,目前正在开发一种安装在柔性电池上的超低成本塑料心脏监护仪芯片。塑料芯片的生产成本只有几美分。

PlasticARM微控制器演示器芯片使用465字节的有限程序存储,用于显示芯片正常运行。与在塑料工艺上开发等效的EEPROM或闪存不同,ROM存储器可以通过简单地在芯片上打印点形式的存储模式来提供。这很容易更新,也有助于降低功耗。

“追随项目是一种皮肤穿戴心脏监测,这有一个有趣的东西,”詹姆斯迈尔斯说,杰出的工程师臂领导电路设计凭借塑料开发。“我们需要48小时的电池寿命,但这对我们使用灵活的电池来说是一个挑战。我们有电力设计,并监控算法,因为我们不能只采取现有的算法并将它们陷入困境。“然而,具有可编程发动机和低成本的内存技术将允许合作伙伴在设备上使用自己的专有IP。

“有趣的是一个打印可编程ROM,在钝化层上留下一个洞,在上面打印点,”他说。

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塑料现拥有18,000门,并在29khz上运行。它是从Python行为模型中开发的,团队正在使用该模型进行心脏监视器,其中包含可编程和固定功能的混合。“我们在Python中有一个系统模型,并将其呈现为Verilog,它不是手写的RTL”表示Myers。“这并不是说它将是按钮,但使用IP是所有关于成本效益的所以我们看看我们可以做些什么仍然可以让人们更容易使用。”

迈尔斯说:“在早期,我们一起做了一系列工作来描述工具中的技术。”。“我们很早就在模型、特征描述和标准细胞库方面大受欢迎,但我们招募了ARM的两位创始人,他们最初都在帮助我们。”

这是John Biggs,剑桥的早期员工之一,以及本文的主要作者,其性质描述了设计过程。

Practical还致力于为其铸造服务开发塑料芯片工艺技术,包括能够实现互补CMOS功能的NMOS晶体管。

“有一种CMOS工艺正在研发中,如果我们有这种工艺,我们会使用它,但这取决于你在做什么,”Catherine Ramsdale technology Practical说。“这取决于可用的功率预算和面积,每个具体实例都会有所不同。我们有几个积极的项目,我预计会投入生产。”在接下来的几年里,”她说。

“我们也在重新编程的内存中积极工作,这是一个研发项目,”她说。这包括激光可编程一个时间可编程(OTP)内存。FAB的循环时间是几天,使变化易于做。

她说,目前的0.8微米工艺可以生产几十毫米大小的器件,而目前的设备能够达到300纳米(0.3微米)。这将增加塑料芯片上可用的门的数量。

“步进射击尺寸有一个实际限制 - 你可以缝合在一起,但它依赖于镜头大小,”她说。“但它仍然是成本。如果您逐渐变小,可以更改电阻的大小并降低功率,但刀具集有限制。如果工具更昂贵,则需要查看整体成本结构。缩小自己的渠道长度并不能在足迹中节省更多。“

然而,迈尔斯表示,使用低成本塑料装置,过程缩放也不太重要。

“制作多芯片模块非常容易,”迈尔斯说,因为大的衬垫间距可以让多个设备使用导电墨水轻松地粘在纸或塑料基板上进行连接。这可能是一条通向心脏监护仪设计的路线,模拟前端(AFE)有单独的塑料设备ARM将发表另一篇关于AFE的论文,该AFE采用塑料神经网络传感器设计。

Myers表示,他还在寻找合作伙伴使用该技术在其他领域开发应用程序。有兴趣的各方可以联系欧洲新闻.

www.arm.com.;www.practicsemi.com

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