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Mikro-Elektronik aus China Faser-Chip dünner als ein Haar – mit 10.000 Transistoren pro Millimeter

Von Paula Breukel 1 min Lesedauer

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VON ZUR MÜHLEN'SCHE GmbH
Fsas Technologies GmbH

Forscher der Fudan University integrieren Tausende Transistoren in haardünne, flexible Fasern. Anwendungen sieht das Team in Textilien und weichen Implantaten.

So sieht der Faser-Chip aus. Laut dem Forscherteam der Fudan University ist er sehr belastbar.(Bild: Fudan University)
So sieht der Faser-Chip aus. Laut dem Forscherteam der Fudan University ist er sehr belastbar.
(Bild: Fudan University)

Ein Forscherteam der Fudan University in Shanghai integriert elektronische Schaltkreise in dünne, flexible Fasern. Die hohe Dichte führt das Team auf die mehrlagige Spiralarchitektur im Inneren der Faser zurück, nicht auf eine Bestückung der Oberfläche.

Laut Bericht nimmt ein 1 Millimeter langer Faser-Chip 10.000 Transistoren auf. Für einen Meter Faser leiten die Forscher daraus eine Größenordnung ab, die an die Leistungsfähigkeit eines Standard-Desktop-Prozessors heranreicht. Die Fasern sollen digitale und analoge Signale verarbeiten. Zudem nennt das Team neuronale Berechnungen mit hoher Erkennungsgenauigkeit, also Inferenzrechnungen wie sie auch spezialisierte Bildprozessoren ausführen.

Zum Einsatz sollen die haardünnen Faser-Chips vor allem in der Medizintechnik kommen. So beispielsweise in Textilien, die Gesundheitsdaten erfassen und auswerten, etwa Elektrokardiogramm-Funktionen in Kleidung, und weichere Implantate für Brain-Computer-Interfaces, also Systeme zur Kopplung neuronaler Signale an externe Geräte. Für Virtual Reality und Telemedizin nennt der Bericht haptische Handschuhe, die Materialeigenschaften ertasten und simulieren.

Robustheit im Alltag und Fertigungsstand

Für den Einsatz in Kleidung stellen die Forscher Belastungstests an: mehr als 10.000 Biegezyklen, mehr als 100 Waschgänge, Temperaturen bis 100 Grad Celsius sowie Druckbelastung bis zum Niveau eines 15-Tonnen-Lastwagens. Den Faserdurchmesser beziffert das Team auf rund 50 Mikrometer, damit liegt die Faser unterhalb der Dicke eines menschlichen Haars.

Das Team beziffert die aktuelle Lithografie-Präzision auf einen Mikrometer. Mit Nanometer-Fotolithografie könnte die Integrationsdichte steigen. Zudem verweist das Team auf Kompatibilität mit gängigen Werkzeugen der Chipindustrie und nennt eine Methode, die eine Massenproduktion ermöglichen soll.

Der Bericht enthält keine Angaben zu Leistungsbenchmarks, Fehlertoleranz, Energiebedarf und Schnittstellen.

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