Dùng nhựa polyme thay thế silicon giúp giảm chi phí sản xuất thiết bị điện tử

Vi xử lý bằng nhựa polyme
của hãng Siemen.
Vi xử lý bằng nhựa polyme của hãng Siemen.

Với lợi thế về giá thành sản xuất rẻ và phương pháp chế tạo đơn giản, các chip điện tử bằng nhựa polyme tổng hợp sẽ dần thay thế hoàn toàn chip silicon hiện nay ứng dụng trong công nghệ sản xuất màn hình cho tới các bộ vi xử lý tốc độ cao trong máy vi tính.

Trước đây, chế tạo những màn hình tinh thể lỏng lớn hơn chiếc màn hình máy tính laptop là không thể, bởi những điểm phát sáng nhỏ li ti trên màn hình sẽ bị đốt cháy sau khoảng 8.000 giờ hoạt động. Với nhựa tổng hợp kết hợp vật liệu hữu cơ, có thể tăng tuổi thọ của các điểm phát sáng trên màn hình lên gấp 10 lần mà độ chiếu sáng lại cải tiến đáng kể so với màn hình LCD thông thường.

Ngành công nghiệp màn hình ngày nay có xu hướng chế tạo ra những màn hình diode phát sáng OLED bằng vật liệu nhựa. Ở Nhật Bản, một số công ty  đang hợp tác với các trường đại học lớn để đến năm 2007 sẽ xuất xưởng chiếc màn hình lớn 60 inch bằng công nghệ OLED.

Công nghệ sản xuất polyme đã chế được mực in từ  polyme truyền dẫn và bán dẫn. Nhờ đó việc chế tạo các mạch điện tử bằng cách in từ máy in phun mực hay ốp-sét sẽ sớm trở thành hiện thực. Khi đó sẽ không còn những  nhà máy sản xuất đồ bán dẫn đầu tư rất tốn kém mà chỉ cần một công ty nhỏ cũng có thể sản xuất được bộ vi xử lý (chip) bằng nhựa.

Năm 2003, doanh thu ngành công nghiệp điện tử sử dụng silicon trên toàn thế giới đạt tới hơn 600 tỷ USD. Theo các chuyên gia của hãng Motorola, công nghệ điện tử polyme vẫn chưa thể sánh được với ngành công nghệ silicon nhưng đây sẽ là một ngành công nghiệp tiềm năng và sẽ đạt 300 tỷ USD/năm . Mục tiêu của Motorola sắp tới là kết hợp với một số hãng sản xuất máy in như Xerox nghiên cứu sản xuất chip điện tử bằng nhựa.

Vừa qua, hãng máy tính IBM đã thử nghiệm một vật liệu kết hợp cả hữu cơ và vô cơ bằng cách phủ một lớp rất mỏng kim loại bán dẫn lên trên nhựa. Kết quả thật bất ngờ, các hạt điện tử trên cấu trúc vật liệu này chuyển động nhanh hơn gấp 10 lần trên chip nhựa.

Theo ông John A. Roges, nhà vật liệu học trường đại học Illinoise tại Mỹ, bằng việc kết hợp polyme với các vật liệu hữu cơ khác như nano carbon, vật liệu composite sẽ phá vỡ những giới hạn về tốc độ của vi xử lý và cạnh tranh được với những mạch bán dẫn silicon. Tháng 3 vừa qua ông vừa công bố một phương pháp sản xuất những chip nhựa có tốc độ xử lý cao. Kỹ thuật tạo ra các chip này đơn giản như việc in các danh thiếp.

Trên thực tế hiện nay, nhựa polyme tổng hợp chưa thể thay thế hoàn toàn silicon ngay được nhưng trong tương lai không xa, một phần thị trường chip điện tử phải chia sẻ cho chip nhựa polyme.

Có thể bạn quan tâm