據科技網站CNET報道,周三發行的期刊《自然(Nature)》,將封麵留給了斯坦福大學的一個(ge) 科研團隊,他們(men) 開發出世界上第一台基於(yu) 碳納米管製造的計算機,邁出了挑戰“矽芯片”計算機製造主流材料的第一步。
斯坦福大學教授薩巴辛·米特拉(Subhasish Mitra)曾在一次大學發布會(hui) 中表示:“1998年,第一個(ge) 碳納米管被研製出來。人們(men) 一直在談論,碳納米管取代矽,成為(wei) 電子產(chan) 品製造材料的新紀元即將來臨(lin) 。但迄今為(wei) 止,還很少有使用這種技術製造的全數字係統。”
計算機問世以來,電子元件微型化的進程從(cong) 未停止,電子設備變得越來越小、越來越強大,同時越來越廉價(jia) 。事實上,自人類進入信息時代至今,晶體(ti) 管集成度基本上遵守了“摩爾定律”,即每18個(ge) 月集成度翻番。但許多人認為(wei) ,矽作為(wei) 計算機製造材料之王的時代即將終結。因為(wei) 隨著越來越多的微型晶體(ti) 管被集成在單一芯片上,加之不可避免的散熱等物理限製,這一工作的難度和成本不斷提高,效率不斷降低。集成工作將難以為(wei) 繼。
斯坦福大學科研團隊的另一位成員H.S.飛利浦·黃(H.S.Philip Wong)提到,碳納米管,即寬度比人類頭發的萬(wan) 之一還要細的碳原子長鏈,有更高效的節能潛力,並且可以“帶給我們(men) 比矽材料更可觀的性能改進”。
人們(men) 在欣喜之餘(yu) 也要承認,碳納米管同樣存在問題。這些僅(jin) 在專(zhuan) 業(ye) 顯微鏡下可見的“小管子”,並不總能“聽話地”排成標準的直線。分散的管道無法像普通晶體(ti) 管一樣“斷電”。
該科研團隊使用一種類似於(yu) “火燒”的方法,去掉了不規則排列的納米管,並用一種複雜算法克服了其他缺憾。科學家們(men) 采用標準芯片製造技術和設計工具,將985個(ge) 微型納米管計算機集成在一塊芯片晶片上。每個(ge) 微型納米管計算機包含178個(ge) 晶體(ti) 管,每個(ge) 晶體(ti) 管包含10至200個(ge) 納米管,設備麵積隻有6.5平方毫米,能夠完成諸如計數、排序、函數切換等任務。
2012年,IBM研究人員曾研發出運行速度是傳(chuan) 統矽晶體(ti) 管三倍的碳納米管晶體(ti) 管。同年10月,IBM華盛頓研究中心科學家,成功將1萬(wan) 束甚至更多碳納米管晶體(ti) 管排列在一塊計算機晶片上,但未能將其連入工作電路。
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