融合晶片和電源

Research reveals carbon films can give microchips energy storage capability

Drexel University
Detail: original story, essay

Credit: A. Demortiere/LRCS

在經過超過五年的猜測、試生產、建模和測試，卓克索大學的 Yury Gogotsi 和 Paul Sabatier University 的 Patrice Simon 終於宣布他們製造的碳膜可合併微電子晶片及其電源。這個構想最初出版於 2010 年的 Science 雜誌，自從他們發布那篇概念論文的那時那刻，他們就窮極一切方法想整合微晶片(運算中心)及其電源，直到他們將成果發表於今年 2 月 12 號的 Science 雜誌。這項研究可以說是他們五年來的研究集大成。


領導法國電化學能源儲存研究連線(French research network on electrochemical energy storage)的 Patrice Simon 說道：「這確實花了我們一點時間，但是我們還是設下了高遠的密標，我們希望不只是將電源做到跟微晶片一樣小，更希望將兩者融為一體，還盼望可以輕鬆地融合我們研發的晶片製程到現在普世的晶片。現在我們已經一一的達到我們的期望，個人製造電子產品的夢想將不再是遙不可及。」這確實確定說這些薄薄的碳膜可以天衣無縫的適應當今世上的電子晶片，在筆電裡的啊或在智慧手錶裡的都可以。

這研究小組一開始面對的問題有他的兼容性、穩定度及當至於可灣材料上的耐彎度。但是當這小組發現碳膜時，這一切問題的解方一一現身，當然也可以附著在微米級的電子元件上。

卓克索大學的奈米學院指導人 Yury Gogotsi 提及，這項研究主要影響的層面是在於個人電子用品的大小，諸如：智慧型手機、fitbits89 及智慧手錶。更重要的是，晶片結合電源更是物聯網－使物品與物品之間可以互相交換資料－裡必要的基礎也是物聯網科技進步的大門。

電源可以直接在製程中沉澱於運算中心上，他們同時也展示說在不同形狀和組態的晶圓上，他們的製程皆有效且有用。用於微處理器的超級電容器相較於他的大小可以儲存極大的電能，而且沖放的速度也有夠快，更扯的是，它的使用壽命可以說是沒有限制，這項研究使微晶片處理器的設計有長足的進步。

不只可以用用於電源，這碳膜因為它阻力係數小，還可以作為動力學實驗的理想化材料；更因為它具有分子及的小孔，他可以用來過濾空氣、水及海水淡化。由此製程製造出來的碳膜可說是多才多藝，想必他一定又可以在其他的領域內找到他另一個春天。