晶圓革命：走進柔性電子的未來生產線，最新Nature！！！

一、【科學背景】

當前，柔性和大面積電子產品正在逐漸引起人們的廣泛關注，它們依靠薄膜晶體管（TFT）來制造例如顯示器、大面積圖像傳感器、微處理器、可穿戴醫療保健貼片到數字微流體等各種產品，開啟了電子產品新的應用領域。主流的TFT技術如非晶銦鎵鋅氧化物（IGZO）和低溫多晶硅（LTPS）在性能和應用方面仍存在所需解決的問題。一方面，TFT制造的復雜性與成本問題，及缺乏實踐的通用設計方法，往往導致產品發展受限，不易與成熟應用迅速集成，這些限制了進一步推動技術的創新和應用。另一方面，顯示器制造業經常出現垂直集成的情況，盡管在一定程度上可以保證產品的成功，但也限制了設計的可能性和創新潛力。因此，尋求一種能夠廣泛應用于TFT制造，能夠實現高效設計和大規模生產的新方法，已經成為該領域亟待解決的問題。

二、【創新成果】

近日，比利時魯汶大學Kris Myny等研究者在Nature上發表了題為“Multi-project wafers for flexible thin-film electronics by independent foundries”的論文，這項研究實現了兩種主流TFT技術的高穩定性和良品率平臺：基于晶圓的非晶銦鎵鋅氧化物和基于薄膜的低溫多晶硅，在柔性襯底上創造標志性的6502微處理器。引入晶圓代工模式，并借用多項目晶圓概念，開辟了大規模生產基于TFT的電子設備的新途徑。創新在于，此種模式能加速TFT技術的應用和發展，對顯示器制造業等在物聯網、可穿戴醫療保健等領域需要大量基于TFT電子電路的生產具有巨大影響。

圖1 TFT的多項目晶圓方法 ? 2024 Springer Nature

圖2 IGZO和LTPS技術實現的數字流表示 ? 2024 Springer Nature

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圖3 Flex 6502芯片和特性 ? 2024 Springer Nature

三、【科學啟迪】

該研究演示了TFT技術在多項目晶圓中的應用，無論是采用基于晶圓的IGZO技術還是LTPS技術，都展現出了顯著的潛力。這些尖端技術不再局限于傳統的硅基互補金屬氧化物半導體（CMOS）芯片和顯示器領域，而可以擴展至眾多新興應用場景，例如物聯網、可穿戴醫療設備、電子皮膚和智能機器人等。6502微處理器的柔性化也表明，這些技術能夠擁有與硅基芯片相當的性能。該項研究成果推動了柔性電子技術的發展，將會對微電子、智能硬件以及生物醫療領域產生重要的影響，具有廣闊的應用和商業化潛力。

原文詳情：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07306-2

該文章由WYH供稿