프린틱(PrintIC), 2020 퓨처 디자인 콘테스트 전자/센서/IoT 부문 우승

프린틱(PrintIC) – 유연하고 재활용 가능한 집적 회로 및 시스템

조르조 델레르바(Giorgio Dell’Erba), 안드레아 페리노트(Andrea Perinot), 파올로 콜파니(Paolo Colpani) - FLEEP 테크놀로지스, 밀라노, 이탈리아

HP 워크스테이션 수상

이탈리아 기술 연구소의 스핀오프인 FLEEP 테크놀로지스가 개발한 프린틱(PrintIC)은 탄소 기반 소재만 사용하고 표준 인쇄 기술(잉크젯, 플렉소, 스크린 등)만 사용하여 집적 회로와 시스템을 만드는 독창적인 기술입니다.

이 기술은 도체, 반도체, 절연체가 될 수 있는 특수 탄소 기반 분말을 사용합니다. 이들은 일반 용매에 녹여 표준 프린터의 잉크로 사용합니다. 공정은 기본 구성 요소인 트랜지스터에서 시작되며, CMOS 스택으로 TFT 구성으로 제작됩니다. 트랜지스터는 복잡한 디지털 또는 아날로그 집적 회로를 구축하는 데 사용됩니다.

유기 소재는 본질적으로 유연하므로 트랜지스터와 회로가 구부러질 수 있습니다. 이는 표준 실리콘 기술에는 적용되지 않는 특징입니다. IC는 성능 저하 없이 1mm 반경으로 1,000회 이상 구부릴 수 있습니다.

탄소 기반 소재는 일반적으로 플라스틱으로 알려져 있으므로, 이 장치는 일반 플라스틱처럼 재활용 가능하며 특수 폐기물로 간주되지 않습니다. 제조 공정은 100°C를 넘지 않아 표준 전자제품에 비해 제조 탄소 발자국을 크게 줄입니다. 또한 제조 공정이 적층 방식이라 재료 낭비가 적습니다.

많은 부품을 단일 PCB에 납땜하는 표준 전자제품과 달리, 프린틱 기술로는 센서, 액추에이터, 에너지 공급장치, IC를 같은 기판에 인쇄할 수 있어 조립 비용을 피할 수 있습니다. 장치는 1µm보다 얇으며 1~200µm 범위의 기판에 인쇄할 수 있습니다.

지속적인 모니터링과 현장 진료 의료 기기에 대한 수요 증가는 프린틱 기술을 현장 유연 적용의 최적 후보로 만듭니다(예: 혈당 모니터링, 투약 횟수/시간 기록, 스마트 플라스터, 스마트 패치).

포장 부문은 항상 지능을 통합하려 했지만 재활용 규정 준수로 어려움을 겪었습니다. 표준 전자제품을 추가하면 포장이 특수 폐기물이 됩니다. 재활용 가능한 프린틱은 고객 참여와 부패하기 쉬운 식품 모니터링 같은 스마트 포장 애플리케이션에 완벽한 솔루션입니다.

유비쿼터스 전자제품에 대한 수요 증가로 환경적으로 지속 가능한 기술이 필요합니다. 프린틱은 IoT 부문의 전자 폐기물 문제를 해결할 수 있는 더 환경 친화적인 솔루션입니다.

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가작(HONORABLE MENTIONS):

배터리 헬스 센트리(Battery Health Sentry)

동 딩(Dong Ding), 세르기 사진(Sergiy Sazhin), 에릭 듀펙(Eric Dufek), 케빈 게링(Kevin Gering) - 아이다호 국립연구소, 아이다호 폴스, ID

배터리 헬스 센트리는 리튬이온 배터리 내부 단락을 신속히 감지하여 과열, 화재, 폭발을 방지합니다. 배터리 구동 기기 향상, 소비자 배터리 건강/성능 평가 지원, 제조사 품질 보증/관리 도구 제공. 휴대용 전자기기, 전기차, 수중/우주 항공 애플리케이션에 사용 가능.

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최초 대응자 센서 어레이 시스템

에드 호프만(Ed Hoffmann), 필립 틴슬리(Phillip Tinsley), 브래드 제퍼슨(Brad Jefferson), 맷 베이우스(Mat Beyus) - 벤티 LLC, 뉴번, NC

이 기술은 광범위한 중요 데이터 요소(온도, 기압, 습도, 진동, VOC 검출, 지리위치) 전반에 걸친 첨단 센서 네트워크를 제공하고, 이를 소방관 안전을 위한 실행 가능한 공통 운영 그림으로 통합합니다. 데이터는 클라우드와 IoT에 저장되어 모든 대응 부대에 중요한 정보를 제공합니다.

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IoT 보안(Securing IoT)

페이지 헬러(Page Heller), 엔드포인트 시큐리티 Inc., 칼리지 스테이션, TX

이 기술은 모든 고정, 무선 IoT 기기에 다중 인증(MFA) 기능을 부여하여, 통신을 도청하여 미디어 액세스 제어 주소, 암호화 키, 비밀번호를 알아낸 후 무선 에지 기기를 스푸핑(spoofing)하여 발생하는 '중간자 공격(man-in-the-middle attack)'을 제거합니다. 프로토콜이나 기술에 독립적인 모든 무선 주파수 신호에서 자연스럽게 발생하는 지문을 감지합니다.

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ULTRARAM™ 화합물 반도체 범용 메모리

마누스 헤인(Manus Hayne), 피터 호지슨(Peter Hodgson), 돔 레인(Dom Lane), 오포그 티즈노(Ofogh Tizno) - 랭커스터 대학교, 랭커셔, 영국

ULTRARAM 메모리 칩은 DRAM을 대체하도록 설계되어, 동일한 셀 크기에서 DRAM보다 100배 낮은 스위칭 에너지로 비휘발성, 저전압 쓰기/지우기가 가능합니다. 초기에는 비휘발성과 초저에너지 소비가 중요한 자율 IoT 센서 등에 사용될 예정입니다.

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올해 다른 부문 수상작 보기:

• 대상(GRAND PRIZE WINNER)
• 의료(MEDICAL)
• 항공우주 및 방위(AEROSPACE & DEFENSE)
• 자동차/운송(AUTOMOTIVE/TRANSPORTATION)
• 소비자 제품 디자인(CONSUMER PRODUCT DESIGN)
• 제조/로봇/자동화(MANUFACTURING/ROBOTICS/AUTOMATION)
• 지속가능 기술/미래 에너지(SUSTAINABLE TECHNOLOGIES/FUTURE ENERGY)