晶體管不斷縮小,以使一個芯片上可以排列更多。但隨著晶體管變得越來越細小,在狹窄的空間里就會浪費更多電力、產(chǎn)生更多熱量。而研究表明,碳納米管能非常有效地指揮和控制電力。加州大學伯克利分校電子電路及系統(tǒng)的世界級專家拉貝艾說:“碳納米管一直被認為是硅晶體管潛在的繼任者。毫無疑問,這項研究將引導研究人員去探索如何在未來10年開發(fā)出更小、更高效節(jié)能的處理器?!?/FONT>
大約15年前,碳納米管首次被制成晶體管,在數(shù)字電子系統(tǒng)主體作開關。但是,其固有的兩個缺陷一直阻撓著其實際運用,現(xiàn)在,研究團隊采取雙管齊下的辦法將其攻克。
斯坦福大學電氣工程師和計算機科學家米特拉教授介紹說,首先,碳納米管不是以整齊、平行線的方式生長,若嘗試在晶片上將其排列就會得到“一碗面”。研究人員使99.5%的碳納米管對齊建立芯片,并設計了一個巧妙的算法繞過余下0.5%歪斜的部分;碳納米管第二個缺陷是其內(nèi)持續(xù)導電的“金屬纖維”,其不像其他半導體可以關掉電流。為了抹去這些“劣跡”元素,他們關掉了所有“好的”碳納米管,然后給余下“壞的”泵滿電,直至氣化。結(jié)果便得到一個有效的電路。
他們利用這種“不受缺陷影響的設計”組裝了具有178個晶體管的基礎計算機。該碳納米管計算機可執(zhí)行一些如計數(shù)和數(shù)字排序等任務;運行一個基本的操作系統(tǒng)。
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院電氣工程學院主任喬瓦尼?德?米凱利教授強調(diào)了這一世界性成就的兩個關鍵技術(shù)貢獻:首先,將基于碳納米管電路的制造過程落實到位。其次,建立了一個簡單而有效的電路,表明使用碳納米管計算是可行的。下一代芯片設計研究聯(lián)盟、伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校納雷什教授評價道,雖然碳納米管計算機可能還需要數(shù)年時間才趨于成熟,但這一突破已經(jīng)凸顯未來碳納米管半導體以產(chǎn)業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的可能性。
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