碳納米管制成的微處理器面世

英國《自然》雜志日前發(fā)表了一項計算科學(xué)最新進(jìn)展：美國麻省理工學(xué)院團隊利用14000多個(gè)碳納米管晶體管，制造出16位微處理器，并生成這樣一條信息。其設計和制造方法克服了之前與碳納米管相關(guān)的挑戰，將為先進(jìn)微電子裝置中的硅帶來(lái)一種高效能替代品。

電子器件中所用的硅晶體管正達到一個(gè)臨界點(diǎn)，無(wú)法進(jìn)行有效擴展以推動(dòng)電子學(xué)的進(jìn)步。而碳納米管是一種潛在的可用于制造高效能器件的替代材料，又名巴基管，重量很輕，結構特殊——主要由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管。目前碳納米管已經(jīng)表現出優(yōu)異的力學(xué)和電學(xué)性能，但其自身的缺陷和可變性，限制了這些微型碳原子圓柱體在大規模系統中的應用。

此次，麻省理工學(xué)院科學(xué)家馬克斯·舒拉克及同事設計和構建了一種碳納米管微處理器，來(lái)解決這類(lèi)問(wèn)題。他們利用一種剝落工藝防止碳納米管聚合在一起，以防晶體管無(wú)法正常工作。此外，通過(guò)精細的電路設計，減少了金屬型碳納米管而非半導體型碳納米管的數量，后者的存在不會(huì )影響電路的功能，從而克服了和碳納米管雜質(zhì)相關(guān)的問(wèn)題。

研究團隊將該微處理器命名為“RV16X-NANO”，并在測試中成功執行了一個(gè)程序，生成信息：“你好，世界！我是RV16XNano，由碳納米管制成?！?/p>

研究人員總結稱(chēng)，鑒于這個(gè)微處理器的設計和制造采用了行業(yè)標準，因此這項研究為超越硅的電子學(xué)指明了一個(gè)富有前景的發(fā)展方向。

一直以來(lái)，人們都預測硅在芯片領(lǐng)域的主導地位可能會(huì )終結于碳納米管之手。因為與傳統晶體管相比，后者體積更小、傳導性更強，還支持快速開(kāi)關(guān)，性能和能耗表現都遠遠好于傳統硅材料。但多年來(lái)，碳納米管一直未能走上實(shí)際應用之路，原因之一是它的生長(cháng)方式并不愿意“受人控制”；其二是雜質(zhì)問(wèn)題，只要存在少量金屬性碳納米管，就會(huì )損害整個(gè)處理器的性能?，F在，盡管我們深知碳納米管替代傳統硅晶體管的日期仍需以10年為單位計算，但最重要的一步已經(jīng)邁出，其給芯片領(lǐng)域帶來(lái)的革命，指日可待。