تجهیزات الکترونیکی جدید

 

انعطاف در صنایع الکترونیک روز به روز بیشتر می شود. به بیان دیگر، محصولاتی که در صنایع مختلف الکترونیک سازی طراحی و تولید می شوند، از ضریب انعطاف پذیری ساختاری بیشتری برخوردار شده اند و جالب این که برخی از آنها را می توان همچون یک صفحه نرم پلاستیکی خم و حتی تا کرد.

در این فرآیند ۲ مؤلفه مهم بیش از هر فاکتور دیگر به چشم می آیند: «پلاستیک» و «ارزان بودن.» نمی توان این دو عبارت را به فناوری هایی اطلاق کرد که رو به پایان هستند و قرار است ایده های جدیدی جای آنها را بگیرد.

نکته مهم این است که نسل جدید تجهیزات الکترونیک دقیقا مبتنی بر همین دو مؤلفه ارائه می شوند. آنها نه تنها ارزان قیمت تر از گذشته می شوند، بلکه با استفاده از قطعاتی ساخته می شوند که انعطاف پذیرند و براحتی خم می شوند. همین ویژگی کافی است تا از آنها در طیف گسترده ای از موارد از ساخت زیردریایی های پیچیده و اتمی گرفته تا رایانه های فوق فشرده و حتی ساختار سیستم های حمل و نقل فضایی استفاده کرد. حتی صنایعی نظیر داروسازی و بسته بندی مواد غذایی نیز دستخوش نگرش جدید می شوند تا به این ترتیب مردم، ورود نسل جدید تجهیزات الکترونیک را به زندگی خود بیشتر لمس کنند. یکی از اصلی ترین قطعاتی که در ساختار پیچیده تجهیزات الکترونیک به کار می رود، حافظه های فلش است که روز به روز تازه های جذابی درباره آن ارائه می شود. این قطعه تعیین کننده نیز تحت تأثیر ۲ مؤلفه پلاستیک و قیمت پایین قرار گرفته است.

به نظر می رسد، آسیایی ها از رهبران اصلی و پیش برنده دانش الکترونیک در سال های پیش باشند و در این میان، ژاپنی ها همواره حرف های تازه ای برای گفتن داشته اند. یکی از تاره ترین شاهکارهای آنها در عرصه الکترونیک، طراحی و ساخت حافظه فلش ارزان قیمتی است که پیش بینی می شود، خیلی زود راه خود را به سوی تجهیزات الکترونیک قابل انعطاف پیدا کند، اما کمی به عقب و داستان هیجان انگیز حافظه های فلش برمی گردیم. آنها اطلاعات را به شیوه الکترونیک در خود ذخیره می کنند. این ذخیره سازی در ترانزیستورهای سیلیکونی صورت می گیرد که بسته به اهداف مختلف، طراحی های گوناگونی دارند.

از مزایای این فناوری می توان به ثبت و خواندن سریع اطلاعات ثبت شده اشاره کرد. از آن گذشته در صورت قطع شدن جریان برق می توان پس از اتصال مجدد از این اطلاعات استفاده کرد. این ویژگی ها موجب شده حافظه های فلش برای استفاده در پخش کننده های ۳ MP پلیر، دوربین ها، کارت های حافظه و درایوهای USB بسیار سودمند باشند اما یک مشکل اساسی وجود دارد. اگر قرار باشد استفاده از این فناوری به این شکل در تجهیزات مختلف الکترونیک ادامه داشته باشد باید آن را یکی از عوامل اصلی بالا بودن هزینه تمام شده دستگاه های مختلف الکترونیک دانست. از آن گذشته این فناوری اکنون گران تر از هارد دیسک های سنتی به حساب می آید.

آنچه در دانشگاه توکیو در قالب یک تحول تازه در دنیای الکترونیک روی داده، پایانی بر این نگرانی به شمار می آید.

البته نمونه پیش ساخته حافظه فلش پلاستیکی محققان این دانشگاه با قابلیت های مختلف و خیره کننده استفاده از سیلیکون نظیر حجم بالای ذخیره سازی اطلاعات، پایداری درازمدت و همچنین شمار دفعات بازنویسی اطلاعات چندان پایاپای نیست اما «هزینه» فاکتوری است که نمی توان براحتی از کنار آن عبور کرد. این حافظه های جدید کم هزینه تولید می شوند و همین فاکتور مهم می تواند، برگ برنده ای باشد که سایر ضعف های آن را پوشش دهد. پایین بودن هزینه تولید حافظه های فلش پلاستیکی این امکان را فراهم می کند تا آنها را در طیف گسترده تری از تجهیزات الکترونیک و بخصوص نمونه های غیرمعمول تر به کار گرفت. به عنوان مثال استفاده از چنین حافظه هایی در کاغذهای الکترونیکی یا برچسب های حسگری یکبار مصرف موجب شده است تا محققان نگاه بسیار مثبتی به توسعه این فناوری داشته باشند.

نسل جدید تجهیزات الکترونیک نه تنها ارزان قیمت تر از گذشته هستند بلکه کاملا انعطاف پذیرند و به راحتی خم می شوند رویکرد محققان این طرح و پروژه های مشابه به استفاده از مواد ارگانیکی در توسعه فناوری هایی نظیر تجهیزات الکترونیکی با اهداف مختلفی صورت می گیرد. پایین بودن هزینه تمام شده دستگاه هایی که مبتنی بر این نگرش هستند، یکی از مهم ترین اهداف این پروژه به شمار می آید. این روزها دنیا با تبعات دامنگیر بحران اقتصادی دست و پنجه نرم می کند که تقریبا تمام ابعاد زندگی انسان ها را تحت تأثیر خود قرار داده است.

در چنین شرایطی هر ایده ای که به ارزان تر تمام شدن دستگاه ها و تجهیزات گوناگون منجر شود، با استقبال مصرف کنندگان و حتی تولیدکنندگان روبه رو می شود. استفاده از مواد ارگانیکی در تولید حافظه های فلش از جمله این ایده ها بوده است که در صورت رسیدن به مرحله تولید تجاری، بازار فروش محصولات مرتبط با آنها دگرگون می شود. اما رابطه استفاده از این مواد و هزینه کمتر فلش های تولید شده در چیست؟

مواد ارگانیکی که در این فرآیند به کار گرفته می شوند، در مقایسه با سیلیکون با هزینه به مراتب کمتری پردازش می شوند. در نتیجه حافظه های فلشی که با استفاده از آنها تولید می شوند نیز ارزان قیمت تر از نمونه های فعلی موجود در بازارهای سراسر جهان هستند.

کلید نهفته در این فناوری نوین، ابتکار عمل هوشمندانه ای است که در استفاده از نوعی پلیمر و یک اکسید فلزی و تلفیق آنها صورت گرفته است. برای این که این حافظه فلش عملکرد مناسبی داشته باشد، از لایه مجزای هیبریدی که از نوعی پلیمر و اکسید فلزی خاص ساخته شده، استفاده شده است. فرآیندی که در ارائه این نوع حافظه ها دیده می شود، بی شباهت به تولید حافظه های فلش مبتنی بر سیلیکن نیست اما در مراحل پایانی و جایی که کل شبکه روی زیرلایه پلاستیکی نصب می شود، تفاوت اصلی به چشم می آید. این نوع حافظه ها قابلیت آن را دارند تا حدود یکهزار بار فرآیند ثبت و خواندن اطلاعات روی آنها صورت گیرد. البته این رقم برای حافظه های فلش سیلیکونی حدود یکصدهزار بار است. تفاوت این دو رقم قابل توجه است، اما از کنار تفاوت خیره کننده هزینه تمام شده ارائه هر یک از آنها نیز نمی توان براحتی گذشت.

به همین دلیل است که برخی از شرکت های کوچک و بزرگ تولیدکننده حافظه های فلش برای استفاده از این فناوری نوین اعلام آمادگی کرده اند. راهبرد اصلی آنها این است که محصولی با هزینه به مراتب کمتر ارائه کرده و گرچه طول عمر مفید آنها کمتر از نمونه های گران قیمت فعلی است، اما با امید به آینده و برطرف شدن این نقص، تقریبا می توان با سیلیکون خداحافظی کرد. محققان این طرح امیدهای زیادی به ارتقای عملکرد محصول جدید خود دارند و امیدوارند همزمان با توسعه سایر فناوری های مرتبط، جنبه های کاربردی بیشتری برای فناوری نوین خود پیدا کنند. استفاده از حافظه های فلش پلاستیکی و البته ارزان قیمت در فرآیندهایی نظیر ثبت دما یا آلودگی های زیست محیطی و همچنین به کارگیری در صنایع داروسازی و بسته بندی مواد غذایی از جمله اهداف تعیین شده این فناوری نوین است. از این رو باید پذیرفت صنایع الکترونیک سازی با ارائه فناوری هایی نظیر حافظه های فلش پلاستیکی روز به روز منعطف تر می شوند.