Aiutare l’Industria dei Transistor a Film Sottile a Maturare Sfruttando le ‘Foundries’

L’industria dei transistor a film sottile (TFT) ha un problema. Le manca l’infrastruttura e il modello di business presenti in altri mercati dei semiconduttori. Perciò ne risente in molti aspetti, ma tutto questo sta per cambiare grazie a un team di ricercatori innovativi dell’KU Leuven. Hanno ideato un nuovo tipo di chip TFT che può essere prodotto in grandi fabbriche chiamate fonderie. Ecco perché è una grande novità.

Cosa sono i Transistor a Film Sottile?

I transistor a film sottile sono una forma di tecnologia dei semiconduttori. I semiconduttori conducono elettricità ma non tanto quanto i conduttori. In particolare, la loro conduttività si colloca tra l’isolante e il conduttore, rendendoli ideali per l’uso come interruttori nella microelettronica. Attualmente, probabilmente possiedi qualche forma di tecnologia TFT. Sono componenti cruciali nei microchip.

L’uso più comune della tecnologia TFT è negli schermi, dove controllano ogni pixel. I display TFT si trovano su smartphone e altri piccoli schermi. Questi sensori sono comuni negli schermi LCD a matrice attiva, come quelli di una fotocamera DSLR, di un proiettore LCD o di visori. Esistono due principali tipi di materiale usati oggi per creare chip TFT:

Silicio Amorfo

Il silicio amorfo è il materiale più popolare usato oggi nella creazione di chip TFT. È il più economico da produrre in grandi quantità e può essere realizzato per soddisfare una vasta gamma di scenari d’uso. Notare che questi chip offrono una minore efficienza rispetto ad alcune alternative, ma possono essere depositati su una varietà di substrati, inclusi vetro, metallo e plastica.

Silicio Policristallino

Il silicio policristallino è più efficiente del silicio amorfo. Tuttavia, è anche più difficile e costoso da produrre. Viene creato distillando composti specifici sul silicio mediante calore o reazioni chimiche. Questo processo richiede macchine speciali e operai qualificati.

Svantaggi dei Transistor a Film Sottile Originali

Questi tipi di TFT presentano alcuni svantaggi. In primo luogo, non sono flessibili. Inoltre, non dispongono dell’infrastruttura, della capacità produttiva o del supporto di altri tipi di semiconduttori che hanno grandi fabbriche chiamate fonderie, le quali producono questi chip in massa.

Tenere il passo con la domanda

Queste fonderie di fabbricazione di semiconduttori creano chip personalizzati e generici su wafer nella maggior parte dei casi. Un wafer è una fetta di semiconduttore usata per creare circuiti e celle solari. Permettono di realizzare chipset più piccoli. Notare che i chip TFT non hanno fonderie operative a supporto del loro mercato. Pertanto, questa mancanza di produzione ha limitato la loro innovazione e adozione fino ad ora.

Modello di Business Cruciale

Il modello di avere grandi fonderie di semiconduttori ha senso per diversi motivi. In primo luogo, c’è una domanda massiccia per questi chip e si prevede che crescerà insieme all’aumento dell’elettronica. Il settore dell’elettronica a campo sottile potrebbe vedere un impulso all’innovazione e alle capacità quando gli ingegneri potranno concentrarsi su nuove funzionalità anziché sul layout e sul design dei chip.

Un Nuovo Approccio

I ricercatori alla base del rapporto, Hikmet Çeliker, Wim Dehaene e Kris Myny, hanno scoperto che la mancanza di fonderie e di standard è il fattore più grande che limita l’espansione dell’elettronica a film sottile. Pianificano di risolvere questo problema e di aprire una nuova era di elettronica flessibile e più piccola.

TFT Evoluto

I ricercatori hanno un approccio a più fronti che prevede la creazione di fonderie, la promozione dell’innovazione e la definizione di standard per chip TFT flessibili da produrre in massa. Notare che hanno completato questo compito e hanno cercato di sfruttare ciò che hanno appreso per migliorare il settore dell’elettronica a campo sottile.

Transistor a Film Sottile Super

I ricercatori hanno creato due versioni diverse di TFT sottili usando substrati alternativi. Hanno realizzato queste unità con un microprocessore supportato da TFT e altri componenti per creare un chip MOS 6502 flessibile. Questo chip leggendario era quello che alimentava Nintendo, i primi computer Apple (AAPL ) e persino il primo Commodore. Sebbene non abbia potenza di calcolo rispetto agli standard odierni, il fatto che sia stato miniaturizzato è molto significativo.

Le misurazioni ufficiali dei ricercatori collocano il progetto a meno di 30 micrometri. Incredibilmente, è più sottile di un capello umano. Le implicazioni di realizzare microchip così piccoli potrebbero cambiare le regole del gioco. Un’enorme quantità di settori potrebbe beneficiare immediatamente dall’introduzione di chip sottili a basso costo e facili da produrre.

Due Substrati

Sono stati scelti due diversi substrati per i Transistor a Film Sottile: ossido di indio-gallio-zinco amorfo e silicio policristallino. Quest’ultimo differiva dal suo predecessore in quanto non richiedeva calore per essere creato. I chip principali presentano entrambi una scheda a 48 pin che consente di interagire con i dispositivi, impostare parametri e abilitare la verifica.

I Progetti Migliorano il Modello Industriale

I progetti sono i nomi assegnati dai ricercatori a questi microprocessori. Questi piccoli chip sono stati scomposti per consentire ai creativi di utilizzare quelli di cui hanno bisogno in un formato modulare. Questa struttura offre flessibilità e permette ai produttori di realizzare chip personalizzati su richiesta usando lo stesso substrato. Questo approccio ridurrà anche gli sprechi e migliorerà l’efficienza.

Consumo Energetico

Un altro grande vantaggio dei semiconduttori TFT ultra-sottili è che non richiedono molta energia per funzionare. Questi dispositivi sono ottimizzati per essere il più possibile a basso consumo. In futuro, questi dispositivi potrebbero autoalimentarsi usando energia statica o altri metodi di ricarica wireless.

Applicazioni Reali dei Transistor a Film Sottile

Esistono molte applicazioni reali per i TFT. Attualmente si trovano in una vasta gamma di dispositivi intelligenti, laptop e display. Questi chip controllano i pixel, ma sono capaci di molto di più. Ecco alcuni potenziali casi d’uso per i TFT che potrebbero renderli la tecnologia del futuro.

Assistenza Sanitaria

Il settore sanitario ha molto da guadagnare dall’introduzione di dispositivi TFT. C’è stato un costante aumento dell’uso di indossabili per scopi casuali, di performance e medici. Questi dispositivi potrebbero essere resi molto più piccoli grazie a questa tecnologia.
Immagina un adesivo che possa trasmettere dati vitali del cuore ai professionisti medici per il monitoraggio e lo studio. Il concetto di indossabili ultra-sottili potrebbe creare cerotti che monitorano infezioni e molte altre idee innovative che prima si trovavano solo nei film di fantascienza.

Robotica

La robotica dovrebbe utilizzare questa tecnologia per migliorare molti aspetti del settore. Questi chip più sottili e leggeri potrebbero aiutare nella miniaturizzazione dei componenti chiave dell’equazione robotica. I robot più leggeri possono funzionare più a lungo perché c’è meno sollecitazione sulle loro batterie.
La tecnologia TFT potrebbe rendere le interfacce robotiche più intuitive. Quando combinata con l’IA, questa tecnologia potrebbe un giorno mostrare le espressioni facciali dei nostri colleghi robot e molto altro. Per ora, il settore della robotica ha da tempo gli occhi puntati su chipset più efficienti dal punto di vista energetico.

Display Futuri

Ci sono molti display futuri che potrebbero utilizzare questa tecnologia. L’aumento di visori VR e AR è un ottimo esempio di tecnologia che trarrebbe grande beneficio dal design leggero dei chip TFT. I piccoli display usati in questi dispositivi potrebbero diventare estremamente leggeri, migliorando l’ergonomia e rendendo l’uso prolungato meno faticoso per l’utente.

Schermi Pieghevoli

Il TFT è una tecnologia chiave per creare schermi pieghevoli. La natura flessibile di questi chip sottili li rende ideali per questo uso. Gli schermi flessibili avrebbero un effetto rivoluzionario sul mercato. Gli schermi arrotolabili risparmierebbero spazio e permetterebbero a chiunque di accedere rapidamente alle informazioni in pochi secondi.

Internet delle Cose (IoT)

Il mercato IoT è composto da miliardi di dispositivi intelligenti. Queste unità hanno tutti un sensore e possono comunicare dati tramite Internet. Alcuni dispositivi intelligenti possono sia ricevere che inviare informazioni. Notare che oggi sono in funzione miliardi di dispositivi IoT. Sfruttano la microcomputazione e i sensori per comunicare e raccogliere dati.

Il settore IoT potrebbe vedere una miniaturizzazione migliorata grazie a questo ultimo sviluppo. Immagina piccoli sensori che monitorano la logistica e la catena di approvvigionamento. Esistono già molte opzioni decentralizzate sul mercato. Questa flessibilità aggiuntiva significa che il mercato IoT dovrebbe essere la prima mossa per gli ingegneri TFT.

I dispositivi IoT continuano a svolgere un ruolo critico nel settore industriale. Qui sono usati per monitorare i processi di produzione, autenticare i prodotti e condividere dati logistici con la rete. Esistono dispositivi IoT che monitorano temperatura, posizione e validità di un bene in tempo reale. Pertanto, la tecnologia IoT è vista come la migliore alternativa per queste opzioni.

Aziende che Potrebbero Beneficiare da Questa Tecnologia

Diversi firm potrebbero sfruttare immediatamente questa tecnologia e iniziare a vedere miglioramenti in efficienza e ricavi. Il settore della produzione di TFT continua a espandersi e la concorrenza sta diventando più intensa. Ecco alcune aziende che dovresti conoscere nel mercato.

1. Applied Materials 

AMAT Grafico dei prezzi

Il produttore tecnologico statunitense Applied Materials (AMAT ) è un fornitore leader di chip e software per l’industria dei semiconduttori. L’azienda è stata fondata nel 1967 ed è diventata pubblica nel 1972. Da allora, ha ottenuto un enorme successo ed è riconosciuta come leader di mercato. In particolare, la rivista FORTUNE ha nominato Applied Materials una delle Aziende più Ammirate al Mondo nel 2018.
Nel 2009, Applied Materials ha ufficialmente fatto il suo ingresso nel mercato della produzione di chip. Attualmente è uno dei principali produttori di chip semiconduttori al mondo e le sue enormi fonderie continuano a produrre miliardi di chip per sostenere la rivoluzione digitale. Oggi, Applied Materials ha tre aree distinte di focus: semiconduttori, servizi globali applicati e mercati dei display.
Il titolo AMAT è considerato una mossa intelligente per gli investitori. Il titolo ha una capitalizzazione di mercato attuale di 170,55 miliardi di dollari e l’azienda ha una valutazione di 168,62 miliardi di dollari. In termini di performance azionaria, AMAT è in crescita nell’ultimo anno. In particolare, il titolo ha sovraperformato il mercato con un aumento dell’81,73 % negli ultimi 52 settimane.

2. Intel Corporation

INTC Grafico dei prezzi

Intel (INTC ) Corporation è un altro noto produttore di chip che continua a spingere l’innovazione e i processi di produzione verso nuovi livelli. L’azienda è entrata nel mercato nel 1968 e ha sede in California. In particolare, i chip Intel sono estremamente popolari e i processi di produzione dell’azienda sono stati perfezionati nel corso degli anni.
Oggi, Intel è una delle principali fonderie per la creazione di chip. L’azienda offre soluzioni full-stack che possono essere progettate e preordinate dai produttori quando necessario. Questi fattori rendono INTC un titolo intelligente da detenere. Gli analisti prevedono un aumento lento e costante del valore, con alcuni che si aspettano che il titolo salga da 35 $ quest’anno a 60 $ entro il 2026.

Carenze di Chip

Uno dei principali fattori che hanno spinto ulteriori ricerche sul movimento dei chip TFT è la recente carenza sul mercato. Il mercato dei chip semiconduttori continua a subire carenze per una varietà di ragioni. In primo luogo, le tensioni politiche hanno portato i paesi a compartimentare le loro risorse di produzione di chip per prepararsi a future confrontazioni.

La carenza di chip ha colpito le varie regioni in modo diverso. L’UE ha subito il peso maggiore della carenza poiché manca di grandi fonderie di produzione, a differenza di USA e Cina. Questa stretta di chip ha lasciato molte industrie a cercare sostituzioni e alternative sicure nel caso il problema persista.

L’avvio di più fonderie e un migliore utilizzo delle risorse potrebbe aiutare ad alleviare questo problema. Tuttavia, va notato che la domanda di dispositivi hi-tech miniaturizzati è in costante aumento, il che significa che la domanda di mercato seguirà lo stesso trend. Pertanto, sarebbe saggio posizionarsi di conseguenza.

Il Futuro dei Transistor a Film Sottile

Il futuro dei chip TFT sarà automatizzato. La tecnologia AI lavorerà a stretto contatto con gli sviluppatori per creare alternative nuove ed entusiasmanti allo status quo. La prossima generazione di chip TFT sarà più piccola, più conveniente e più facile da produrre. Tutti questi fattori garantiranno che rimangano un componente cruciale nei settori tecnologici mondiali.

Transistor a Film Sottile Destinati alla Crescita

Sarebbe difficile trovare analisti che credano che l’uso dei chip TFT diminuirà nei prossimi anni. L’aumento dell’elettronica miniaturizzata continua a alimentare questo momento e a favorire l’innovazione nel mercato. Questo ultimo approccio offre una prospettiva più inclusiva e realistica sulle sfide dell’adozione dei chip TFT. Pertanto, i dati qui presentati dovrebbero aiutare a guidare l’industria verso un modello più favorevole all’espansione.
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