mohamad.s
05-02-2011, 01:55 PM
تجهیزات الکترونیکی جدید ؛ نرمتر، ارزانتر
http://www.aftab.ir/articles/science_education/technical/images/cd5eb94e7e0f34d6056e017ccafcb8ad.jpg
انعطاف در صنایع الکترونیک روز به روز بیشتر می‌شود. به بیان دیگر، محصولاتی که در صنایع مختلف الکترونیک‌سازی طراحی و تولید میشوند، از ضریب انعطاف‌پذیری ساختاری بیشتری برخوردار شده اند و جالب این‌که برخی از آنها را می‌توان همچون یک صفحه نرم پلاستیکی خم و حتی تا کرد.
در این فرآیند ۲ مؤلفه مهم بیش از هر فاکتور دیگر به چشم می‌آیند: «پلاستیک» و «ارزان بودن.» نمی‌توان این دو عبارت را به فناوری‌هایی اطلاق کرد که رو به پایان هستند و قرار است ایده‌های جدیدی جای آنها را بگیرد.
نکته مهم این است که نسل جدید تجهیزات الکترونیک دقیقا مبتنی بر همین دو مؤلفه ارائه میشوند. آنها نه تنها ارزان‌قیمت‌تر از گذشته میشوند، بلکه با استفاده از قطعاتی ساخته میشوند که انعطاف‌پذیرند و براحتی خم میشوند. همین ویژگی کافی است تا از آنها در طیف گسترده‌ای از موارد از ساخت زیردریایی‌های پیچیده و اتمی گرفته تا رایانه‌های فوق فشرده و حتی ساختار سیستم‌های حمل و نقل فضایی استفاده کرد. حتی صنایعی نظیر داروسازی و بسته‌بندی مواد غذایی نیز دستخوش نگرش جدید میشوند تا به این ترتیب مردم، ورود نسل جدید تجهیزات الکترونیک را به زندگی خود بیشتر لمس کنند. یکی از اصلی‌ترین قطعاتی که در ساختار پیچیده تجهیزات الکترونیک به کار می‌رود، حافظه‌های فلش است که روز به روز تازه‌های جذابی درباره آن ارائه می‌شود. این قطعه تعیین‌کننده نیز تحت تأثیر ۲ مؤلفه پلاستیک و قیمت پایین قرار گرفته است.
به نظر می‌رسد، آسیایی‌ها از رهبران اصلی و پیش برنده دانش الکترونیک در سال‌های پیش باشند و در این میان، ژاپنی‌ها همواره حرف‌های تازه‌ای برای گفتن داشته‌اند. یکی از تاره‌ترین شاهکارهای آنها در عرصه الکترونیک، طراحی و ساخت حافظه فلش ارزان قیمتی است که پیش بینی می‌شود، خیلی زود راه خود را به سوی تجهیزات الکترونیک قابل انعطاف پیدا کند، اما کمی به عقب و داستان هیجان انگیز حافظه‌های فلش برمی‌گردیم. آنها اطلاعات را به شیوه الکترونیک در خود ذخیره می‌کنند. این ذخیره‌سازی در ترانزیستورهای سیلیکونی صورت می‌گیرد که بسته به اهداف مختلف، طراحی‌های گوناگونی دارند.
از مزایای این فناوری می‌توان به ثبت و خواندن سریع اطلاعات ثبت شده اشاره کرد. از آن گذشته در صورت قطع شدن جریان برق می‌توان پس از اتصال مجدد از این اطلاعات استفاده کرد. این ویژگی‌ها موجب شده حافظه‌های فلش برای استفاده در پخش کننده‌های ۳ MP پلیر، دوربین‌ها، کارت‌های 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 دستگاه‌های مختلف الکترونیک دانست. از آن گذشته این فناوری اکنون گران تر از هارد دیسک‌های سنتی به حساب می‌آید.
آنچه در دانشگاه توکیو در قالب یک تحول تازه در دنیای الکترونیک روی داده، پایانی بر این نگرانی به شمار می‌آید.
البته نمونه پیش ساخته حافظه فلش پلاستیکی محققان این دانشگاه با قابلیت‌های مختلف و خیره کننده استفاده از سیلیکون نظیر حجم بالای ذخیره‌سازی اطلاعات، پایداری درازمدت و همچنین شمار دفعات بازنویسی اطلاعات چندان پایاپای نیست اما «هزینه» فاکتوری است که نمی‌توان براحتی از کنار آن عبور کرد. این حافظه‌های جدید کم هزینه تولید میشوند و همین فاکتور مهم می‌تواند، برگ برنده‌ای باشد که سایر ضعف‌های آن را پوشش دهد. پایین بودن هزینه تولید حافظه‌های فلش پلاستیکی این امکان را فراهم می‌کند تا آنها را در طیف گسترده‌تری از تجهیزات الکترونیک و بخصوص نمونه‌های غیرمعمول‌تر به کار گرفت. به عنوان مثال استفاده از چنین حافظه‌هایی در کاغذهای الکترونیکی یا برچسب‌های 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 میشوند رویکرد محققان این طرح و پروژه‌های مشابه به استفاده از مواد ارگانیکی در توسعه فناوری‌هایی نظیر تجهیزات الکترونیکی با اهداف مختلفی صورت می‌گیرد. پایین بودن هزینه تمام شده دستگاه‌هایی که مبتنی بر این نگرش هستند، یکی از مهم‌ترین اهداف این پروژه به شمار می‌آید. این روزها دنیا با تبعات دامنگیر بحران اقتصادی دست و پنجه نرم می‌کند که تقریبا تمام ابعاد زندگی انسان‌ها را تحت تأثیر خود قرار داده است.
در چنین شرایطی هر ایده‌ای که به ارزانتر تمام شدن دستگاه‌ها و تجهیزات گوناگون منجر شود، با استقبال مصرف کنندگان و حتی تولیدکنندگان روبه‌رو می‌شود. استفاده از مواد ارگانیکی در تولید حافظه‌های فلش از جمله این ایده‌ها بوده است که در صورت رسیدن به مرحله تولید تجاری، بازار فروش محصولات مرتبط با آنها دگرگون می‌شود. اما رابطه استفاده از این مواد و هزینه کمتر فلش‌های تولید شده در چیست؟
مواد ارگانیکی که در این فرآیند به کار گرفته میشوند، در مقایسه با سیلیکون با هزینه به مراتب کمتری پردازش میشوند. در نتیجه حافظه‌های فلشی که با استفاده از آنها تولید میشوند نیز ارزان‌قیمت‌تر از نمونه‌های فعلی موجود در بازارهای سراسر جهان هستند.
کلید نهفته در این فناوری نوین، ابتکار عمل هوشمندانه‌ای است که در استفاده از نوعی پلیمر و یک اکسید فلزی و تلفیق آنها صورت گرفته است. برای این‌که 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 حافظه‌ها دیده می‌شود، بی‌شباهت به تولید حافظه‌های فلش مبتنی بر سیلیکن نیست اما در مراحل پایانی و جایی که کل شبکه روی زیرلایه پلاستیکی نصب می‌شود، تفاوت اصلی به چشم می‌آید. این نوع حافظه‌ها قابلیت آن را دارند تا حدود یکهزار بار فرآیند ثبت و خواندن اطلاعات روی آنها صورت گیرد. البته این رقم برای حافظه‌های فلش سیلیکونی حدود یکصدهزار بار است. تفاوت این دو رقم قابل توجه است، اما از کنار تفاوت خیره‌کننده هزینه تمام شده ارائه هر یک از آنها نیز نمی‌توان براحتی گذشت.
به همین دلیل است که برخی از شرکت‌های کوچک و بزرگ تولیدکننده حافظه‌های فلش برای استفاده از این فناوری نوین اعلام آمادگی کرده‌اند. راهبرد اصلی آنها این است که محصولی با هزینه به مراتب کمتر ارائه کرده و گرچه طول عمر مفید آنها کمتر از نمونه‌های گران‌قیمت فعلی است، اما با امید به آینده و برطرف شدن این نقص، تقریبا می‌توان با سیلیکون خداحافظی کرد. محققان این طرح امیدهای زیادی به ارتقای عملکرد محصول جدید خود دارند و امیدوارند همزمان با توسعه سایر فناوری‌های مرتبط، جنبه‌های کاربردی بیشتری برای فناوری نوین خود پیدا کنند. استفاده از حافظه‌های فلش پلاستیکی و البته ارزان‌قیمت در فرآیندهایی نظیر ثبت دما یا آلودگی‌های زیست‌محیطی و همچنین به کارگیری در صنایع داروسازی و بسته‌بندی مواد غذایی از جمله اهداف تعیین شده این فناوری نوین است. از این رو باید پذیرفت صنایع الکترونیک‌سازی با ارائه فناوری‌هایی نظیر حافظه‌های فلش پلاستیکی روز به روز منعطف‌تر میشوند.
http://www.aftab.ir/articles/science_education/technical/images/cd5eb94e7e0f34d6056e017ccafcb8ad.jpg
انعطاف در صنایع الکترونیک روز به روز بیشتر می‌شود. به بیان دیگر، محصولاتی که در صنایع مختلف الکترونیک‌سازی طراحی و تولید میشوند، از ضریب انعطاف‌پذیری ساختاری بیشتری برخوردار شده اند و جالب این‌که برخی از آنها را می‌توان همچون یک صفحه نرم پلاستیکی خم و حتی تا کرد.
در این فرآیند ۲ مؤلفه مهم بیش از هر فاکتور دیگر به چشم می‌آیند: «پلاستیک» و «ارزان بودن.» نمی‌توان این دو عبارت را به فناوری‌هایی اطلاق کرد که رو به پایان هستند و قرار است ایده‌های جدیدی جای آنها را بگیرد.
نکته مهم این است که نسل جدید تجهیزات الکترونیک دقیقا مبتنی بر همین دو مؤلفه ارائه میشوند. آنها نه تنها ارزان‌قیمت‌تر از گذشته میشوند، بلکه با استفاده از قطعاتی ساخته میشوند که انعطاف‌پذیرند و براحتی خم میشوند. همین ویژگی کافی است تا از آنها در طیف گسترده‌ای از موارد از ساخت زیردریایی‌های پیچیده و اتمی گرفته تا رایانه‌های فوق فشرده و حتی ساختار سیستم‌های حمل و نقل فضایی استفاده کرد. حتی صنایعی نظیر داروسازی و بسته‌بندی مواد غذایی نیز دستخوش نگرش جدید میشوند تا به این ترتیب مردم، ورود نسل جدید تجهیزات الکترونیک را به زندگی خود بیشتر لمس کنند. یکی از اصلی‌ترین قطعاتی که در ساختار پیچیده تجهیزات الکترونیک به کار می‌رود، حافظه‌های فلش است که روز به روز تازه‌های جذابی درباره آن ارائه می‌شود. این قطعه تعیین‌کننده نیز تحت تأثیر ۲ مؤلفه پلاستیک و قیمت پایین قرار گرفته است.
به نظر می‌رسد، آسیایی‌ها از رهبران اصلی و پیش برنده دانش الکترونیک در سال‌های پیش باشند و در این میان، ژاپنی‌ها همواره حرف‌های تازه‌ای برای گفتن داشته‌اند. یکی از تاره‌ترین شاهکارهای آنها در عرصه الکترونیک، طراحی و ساخت حافظه فلش ارزان قیمتی است که پیش بینی می‌شود، خیلی زود راه خود را به سوی تجهیزات الکترونیک قابل انعطاف پیدا کند، اما کمی به عقب و داستان هیجان انگیز حافظه‌های فلش برمی‌گردیم. آنها اطلاعات را به شیوه الکترونیک در خود ذخیره می‌کنند. این ذخیره‌سازی در ترانزیستورهای سیلیکونی صورت می‌گیرد که بسته به اهداف مختلف، طراحی‌های گوناگونی دارند.
از مزایای این فناوری می‌توان به ثبت و خواندن سریع اطلاعات ثبت شده اشاره کرد. از آن گذشته در صورت قطع شدن جریان برق می‌توان پس از اتصال مجدد از این اطلاعات استفاده کرد. این ویژگی‌ها موجب شده حافظه‌های فلش برای استفاده در پخش کننده‌های ۳ MP پلیر، دوربین‌ها، کارت‌های 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 دستگاه‌های مختلف الکترونیک دانست. از آن گذشته این فناوری اکنون گران تر از هارد دیسک‌های سنتی به حساب می‌آید.
آنچه در دانشگاه توکیو در قالب یک تحول تازه در دنیای الکترونیک روی داده، پایانی بر این نگرانی به شمار می‌آید.
البته نمونه پیش ساخته حافظه فلش پلاستیکی محققان این دانشگاه با قابلیت‌های مختلف و خیره کننده استفاده از سیلیکون نظیر حجم بالای ذخیره‌سازی اطلاعات، پایداری درازمدت و همچنین شمار دفعات بازنویسی اطلاعات چندان پایاپای نیست اما «هزینه» فاکتوری است که نمی‌توان براحتی از کنار آن عبور کرد. این حافظه‌های جدید کم هزینه تولید میشوند و همین فاکتور مهم می‌تواند، برگ برنده‌ای باشد که سایر ضعف‌های آن را پوشش دهد. پایین بودن هزینه تولید حافظه‌های فلش پلاستیکی این امکان را فراهم می‌کند تا آنها را در طیف گسترده‌تری از تجهیزات الکترونیک و بخصوص نمونه‌های غیرمعمول‌تر به کار گرفت. به عنوان مثال استفاده از چنین حافظه‌هایی در کاغذهای الکترونیکی یا برچسب‌های 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 میشوند رویکرد محققان این طرح و پروژه‌های مشابه به استفاده از مواد ارگانیکی در توسعه فناوری‌هایی نظیر تجهیزات الکترونیکی با اهداف مختلفی صورت می‌گیرد. پایین بودن هزینه تمام شده دستگاه‌هایی که مبتنی بر این نگرش هستند، یکی از مهم‌ترین اهداف این پروژه به شمار می‌آید. این روزها دنیا با تبعات دامنگیر بحران اقتصادی دست و پنجه نرم می‌کند که تقریبا تمام ابعاد زندگی انسان‌ها را تحت تأثیر خود قرار داده است.
در چنین شرایطی هر ایده‌ای که به ارزانتر تمام شدن دستگاه‌ها و تجهیزات گوناگون منجر شود، با استقبال مصرف کنندگان و حتی تولیدکنندگان روبه‌رو می‌شود. استفاده از مواد ارگانیکی در تولید حافظه‌های فلش از جمله این ایده‌ها بوده است که در صورت رسیدن به مرحله تولید تجاری، بازار فروش محصولات مرتبط با آنها دگرگون می‌شود. اما رابطه استفاده از این مواد و هزینه کمتر فلش‌های تولید شده در چیست؟
مواد ارگانیکی که در این فرآیند به کار گرفته میشوند، در مقایسه با سیلیکون با هزینه به مراتب کمتری پردازش میشوند. در نتیجه حافظه‌های فلشی که با استفاده از آنها تولید میشوند نیز ارزان‌قیمت‌تر از نمونه‌های فعلی موجود در بازارهای سراسر جهان هستند.
کلید نهفته در این فناوری نوین، ابتکار عمل هوشمندانه‌ای است که در استفاده از نوعی پلیمر و یک اکسید فلزی و تلفیق آنها صورت گرفته است. برای این‌که 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 حافظه‌ها دیده می‌شود، بی‌شباهت به تولید حافظه‌های فلش مبتنی بر سیلیکن نیست اما در مراحل پایانی و جایی که کل شبکه روی زیرلایه پلاستیکی نصب می‌شود، تفاوت اصلی به چشم می‌آید. این نوع حافظه‌ها قابلیت آن را دارند تا حدود یکهزار بار فرآیند ثبت و خواندن اطلاعات روی آنها صورت گیرد. البته این رقم برای حافظه‌های فلش سیلیکونی حدود یکصدهزار بار است. تفاوت این دو رقم قابل توجه است، اما از کنار تفاوت خیره‌کننده هزینه تمام شده ارائه هر یک از آنها نیز نمی‌توان براحتی گذشت.
به همین دلیل است که برخی از شرکت‌های کوچک و بزرگ تولیدکننده حافظه‌های فلش برای استفاده از این فناوری نوین اعلام آمادگی کرده‌اند. راهبرد اصلی آنها این است که محصولی با هزینه به مراتب کمتر ارائه کرده و گرچه طول عمر مفید آنها کمتر از نمونه‌های گران‌قیمت فعلی است، اما با امید به آینده و برطرف شدن این نقص، تقریبا می‌توان با سیلیکون خداحافظی کرد. محققان این طرح امیدهای زیادی به ارتقای عملکرد محصول جدید خود دارند و امیدوارند همزمان با توسعه سایر فناوری‌های مرتبط، جنبه‌های کاربردی بیشتری برای فناوری نوین خود پیدا کنند. استفاده از حافظه‌های فلش پلاستیکی و البته ارزان‌قیمت در فرآیندهایی نظیر ثبت دما یا آلودگی‌های زیست‌محیطی و همچنین به کارگیری در صنایع داروسازی و بسته‌بندی مواد غذایی از جمله اهداف تعیین شده این فناوری نوین است. از این رو باید پذیرفت صنایع الکترونیک‌سازی با ارائه فناوری‌هایی نظیر حافظه‌های فلش پلاستیکی روز به روز منعطف‌تر میشوند.