TFT:柔性集成電路，未來可期

來源：內容由半導體行業觀察原創，作者：李飛，謝謝。

隨著可折疊屏幕在智能設備中的普及，柔性電子已經逐漸進入了主流視野。而在顯示屏之外，柔性集成電路還有很大的潛力，本文將對此做介紹和分析。

柔性集成電路的應用

柔性電路是指在柔性基底是制造的電路，而柔性集成電路則是在柔性基底上實現的高集成度大規模電路。

柔性集成電路一個顯而易見的優勢是可彎曲，甚至可折疊。這對于健康相關應用和可穿戴設備來說都很有用，例如可以像創可貼一樣貼在用戶身體上的生理信號監控產品中，使用可彎曲的柔性集成電路就很方便。

HIVE Blockchain將更名為HIVE Digital Technologies:7月6日消息，加拿大上市公司、加密礦企HIVE Blockchain公布戰略品牌重塑計劃，包括將HIVE Blockchain更名為HIVE Digital Technologies，更名的目的是戰略擴張，以發展其綠色能源數據中心和GPU云計算技術。其表示，GPU云計算技術是人工智能領域的重要工具，自ChatGPT推出以來，用于機器學習和高級數據分析。該公司的普通股和認股權證將繼續以“HIVE”代碼交易，品牌重塑預計將于7月12日左右生效。[2023/7/6 22:21:40]

除了可彎曲之外，柔性電路的另一大優勢是成本較基于硅的集成電路來說，成本要低很多。這一點，和上面的可彎曲相結合，有可能會成為下一代萬物智能的重要賦能技術。提起物聯網設備，大家的第一印象還是一個電子設備，售價至少要數十人民幣；而在“萬物智能”的設想中，生活中每一個物件都應該是智能化的，包括飲料、零食、洗衣液等等，都應該有能力可以接入物聯網中，而這就對于物聯網電子部分的成本、尺寸和可集成性等都提出了新的需求。而如前所述，柔性電子的兩大特性則正好對應萬物智能的兩大需求：可彎曲的特性讓柔性集成電路可以很方便地集成到不同物件的表面，例如彎曲的洗衣液屏，需要被折疊的辣條包裝等等；而低成本的優勢則可以讓加入柔性集成電路的額外成本足夠低因此可以進入海量的物件中。由此實現的“萬物智能”構想則有可能比今天的物聯網的智能程度更進一步，例如基于柔性集成電路的系統可以檢測你的洗衣液還有多少剩余，從而在合適的時間節點給你推送需要購買的通知。而從另一個角度來看，萬物智能意味著這類集成電路的出貨量將比目前的手機等最主流的智能設備還要高幾個數量級，其潛力巨大。

幣安NFT市場推出NFT VIP計劃:金色財經報道，幣安NFT平臺將于2023年06月01日13:00（東八區時間）推出NFT VIP計劃，為所有符合條件的NFT用戶提供額外特權。

該計劃包括兩個子計劃：NFT交易者VIP計劃和NFT持有者VIP計劃。在NFT交易者VIP計劃下，NFT交易者可以通過滿足30天NFT出售量和30天NFT交易量要求，自動獲得NFT VIP等級升級。另外，NFT持有者可以在NFT持有者VIP計劃中，通過滿足30天平均NFT資產持有價值要求，自動獲得NFT VIP等級升級。NFT VIP用戶將在幣安NFT市場享受較低的交易手續費，并根據其NFT VIP等級最高可享受幣安 VIP 4。[2023/5/30 9:49:42]

柔性電子發展現狀：通信和傳感已經逐漸成熟

基于薄膜的柔性傳感以及通信集成電路已經有了很長的開發歷史，目前已經逐漸接近成熟。

瑞士2022年通貨膨脹率創下近30年新高:1月5日消息，瑞士聯邦統計局當地時間1月4日宣布，2022年瑞士通貨膨脹率為2.8%，創下1993年后的新高。1993年，瑞士的通貨膨脹率為3.4%。瑞士聯邦統計局表示，推動瑞士通貨膨脹率上升的主要原因是石油產品、天然氣、汽車和租金成本的上漲。[2023/1/5 9:52:59]

就傳感集成電路來說，目前基于薄膜電子的柔性傳感器已經可以實現壓力、應力、溫度等重要信號的傳感能力，對于可穿戴設備這樣的第一個目標應用已經有了足夠的能力。但是，光有傳感器本身并不具有足夠的吸引力來說服用戶使用柔性電子，而必須要與其他的柔性模塊相配套。

柔性通信集成電路的研究時間比起柔性傳感器來說稍短一些，但是目前也已經有了相當的進步。用于通信的柔性集成電路常用的是近場通信的原理，即利用外部的射頻能量來給通信系統供電并完成傳輸。目前，使用柔性基底實現的通信集成電路常用基于IGZO的薄膜晶體管，并利用TFT來完成整流、調制、時鐘產生以及相關的數字電路用于通信協議接口。一個基于TFT的柔性近場通信集成電路通常含有數千個TFT晶體管。

Kevin Shao：未來交易肯定更多的會集中在鏈上:金色財經報道，在Metainsight主辦的以“FTX事件冷思考: 客戶資產如何安全管理”為主題的Metainsight圓桌匯上，Bitrise Capital Co-Founder Kevin Shao表示，

未來區塊鏈或crypto的發展格局其實相對比較清晰了，一方面，未來交易肯定更多的會集中在鏈上，慢慢遷移過去，提升用戶體驗以及提高用戶交易效率。

第二方面就是傳統合規，傳統的監管肯定會不斷的加碼，特別是中心化交易所的資產托管會像傳統金融監管一樣會被授予第三方來做一些監管。

然后基于這個托管行業會迎來一波需求，同時我們認為未來很多中心化可能更多的會成為一個橋梁，就是在法幣進入crypto的時候，會是一個非常好的橋梁。在crypto世界里面，有很多可替代的或者說非常安全的解決方案來實現交易方面的需求，我覺得這個是可以預見到。[2022/11/20 22:07:43]

時尚品牌Scotch&Soda推出基于NFT的客戶忠誠度計劃“Club Soda3.0”:9月20日消息，時尚品牌Scotch&Soda宣布推出支持NFT的忠誠度俱樂部計劃“Club Soda3.0”并將在Polygon區塊鏈上鑄造1,000枚Founder's Pass NFT。NFT持有者將會獲得Scotch&Soda獨家體驗、活動和優惠等福利。（Theindustry.fashion）[2022/9/21 7:09:24]

在有了傳感器和通信電路之后，自然就出現了不少把兩者集成在一起實現實用化的柔性集成電路系統的努力，包括柔性溫度傳感器加NFC實現實時體溫監控等；另外也有不少使用TFT實現模擬電路的研究，包括較高性能的放大器等，以提升整體柔性集成電路的性能。然而，在通信和傳感之外，柔性電子目前主要的短板還是在于處理器領域，而具有高集成度的柔性處理器的出現將會將柔性電子的成熟度推上更高的一個層次。

ARM的研究補上了柔性電子處理器的空缺

最近，芯片IP巨頭ARM和英國初創公司PragmatIC合作研發的基于柔性TFT的32位ARM處理器則可以說是將柔性集成電路領域的一個重要里程碑。在七月底發布在頂級科學期刊《自然》的論文中，ARM和PragmatIC則公布了該研究的一些重要信息。

首先，該ARM處理器的完成度和復雜度非常高。它基于ARMv6-M架構外加兩級流水線，可以直接跑兼容Cortex-M0的程序。在模塊方面，它事實上是一個SoC，除了CPU之外，還包括了互聯接口、ROM和RAM。其等價邏輯門數高達18000，比前述的由上千個TFT組成的柔性集成電路的規模大了一個數量級。處理器的時鐘頻率可以達到29KHz，功耗則為21mW。

此外，在設計流程和制造工藝方面，使用了PragmatIC提供的工藝技術。該技術使用了IGZOTFT晶體管，晶元尺寸為200mm，而晶體管溝道尺寸則為0.8um，供電電壓為3V，可用的金屬層數為4層。在論文中，研究者估計基于同樣的TFT器件，預計可以繼續進化到支持十萬門數量級的柔性集成電路，離目前的萬門處理器還有至少一個數量級的上升空間。PragmatIC還提供了該工藝對應的標準單元庫和工藝庫，其中標準單元庫中提供了常見的邏輯門，而標準單元庫和SDK搭配則可以直接兼容標準化的數字EDA流程，因此整套設計流程已經非常接近商用化。

柔性集成電路的未來

與硅基CMOS電路目前已經接近摩爾定律的瓶頸不同，柔性集成電路目前還處于摩爾定律發展曲線的初期，因此未來無論是集成度、性能還是功耗方面都可望會有很大的提升空間。根據歐洲頂尖半導體研究機構IMEC在《自然·電子學》發表的柔性集成電路的展望論文《Thedevelopmentofflexibleintegratedcircuitsbasedonthin-filmtransistors》，當未來的柔性集成電路的特征尺寸發展到200nm左右時，其電路性能可望達到目前的20倍以上，而功耗則可以達到目前的一百分之一。到那個時候，我們可望可以看到功能更強大的柔性集成電路SoC，從而真正賦能下一代“萬物智能”時代，讓智能化走入所有日常物件。

歐洲的機構在柔性集成電路的研究領域有非常高的熱情。英國芯片IP巨頭ARM在柔性集成電路研究領域做了非常多的投資，并且主導了一系列具有前瞻性的研究。除了這次發表的首個柔性32位ARM處理器之外，ARM在這之前還發表了一系列基于柔性集成電路的工作，包括基于TFT的機器學習加速器等等。另外，IMEC在柔性集成電路領域也有很多重要的工作。目前，中國的TFT相關產業在顯示領域有京東方這樣的領軍企業，擁有不錯的底子，希望能在柔性集成電路領域的研究在未來幾年能有更多投入，從而當柔性集成電路成為主流時，中國的相關產業也能成為領軍企業。

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