3D碳納米管計算機芯片問(wèn)世

　　北京9月21日電美國研究人員表示，他們使用碳納米管替代硅為原料，讓存儲器和處理器采用三維方式堆疊在一起，降低了數據在兩者之間的時(shí)間，從而大幅提高了計算機芯片的處理速度，運用此方法研制出的3D芯片的運行速度有可能達到目前芯片的1000倍。

　　碳納米管使存儲器和處理器能采用三維方式堆疊在一起，從而大幅提高了芯片的運行速度。

　　研究人員之一、斯坦福大學(xué)電子工程學(xué)博士候選人馬克斯·夏拉克爾解釋道，阻礙計算機運行速度的“攔路虎”在于，數據在處理器和存儲器之間來(lái)回切換耗費了大量的時(shí)間和能量。然而，解決這個(gè)問(wèn)題非常需要技巧。存儲器和中央處理器(CPU)不能放在同一塊晶圓上，因為硅基晶圓必須被加熱到1000攝氏度左右;而硬件中的很多金屬原件在此高溫下就被融化了。

　　為此，夏拉克爾和導師薩布哈斯·米特拉等人將目光投向了碳納米管。夏拉克爾說(shuō)，碳納米管具有重量輕、六邊形結構連接完美的特點(diǎn)，能在低溫下處理，與傳統晶體管相比，其體積更小，傳導性更強，并能支持快速開(kāi)關(guān)，因此其性能和能耗表現遠遠好于傳統硅材料。

　　但利用碳納米管制造芯片并非易事。首先，碳納米管的生長(cháng)方式非常不好控制;其次，存在的少量金屬性碳納米管會(huì )損害整個(gè)芯片的性能。研究人員想方設法解決了這些問(wèn)題，并于2013年制造出全球首臺碳納米管計算機。然而，這臺計算機既慢又笨重，且只有幾個(gè)晶體管。

　　現在，研究人員更進(jìn)了一步，研發(fā)了一種讓存儲器和晶體管層層堆積的方法，新的3D設計方法大幅降低了數據在晶體管和存儲器之間來(lái)回的“通勤”時(shí)間，新結構的計算速度為現有芯片的1000倍。而且，該研究團隊還利用芯片新架構，研制出了多個(gè)傳感器晶圓，可用于探測紅外線(xiàn)、特定化學(xué)物質(zhì)等。接下來(lái)，他們打算對這套系統進(jìn)行升級，制造更大更復雜的芯片。

　　總編輯圈點(diǎn)

　　電子元件的進(jìn)化歷程從未停止，它們變得越來(lái)越小、越來(lái)越強大，同時(shí)越來(lái)越廉價(jià)，與此同時(shí)，科學(xué)家從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)對于速度的追求。兩年前的秋天，斯坦福大學(xué)的一個(gè)科研團隊開(kāi)發(fā)出世界上第一臺基于碳納米管制造的計算機，邁出了挑戰“硅芯片”計算機制造主流材料的第一步;兩年后的今天，科學(xué)家讓這款芯片成為時(shí)髦的3D碳納米管計算機芯片，我們不禁感嘆科學(xué)家的想象力，就連新的堆疊方式都能讓計算機芯片提高1000倍的速度，必須手工點(diǎn)個(gè)贊!