碳纳米管芯片将在10年内诞生 IBM

10月3日消息，据国外媒体报道，在计算机从冰箱大小的大型机到能装入口袋里的智能手机的发展过程中，芯片变得越来越小，运行速度越来越快。其间，小型化是计算机进化的核心

10月3日消息，据国外媒体报道，在计算机从冰箱大小的大型机到能装入口袋里的智能手机的发展过程中，芯片变得越来越小，运行速度越来越快。其间，小型化是计算机进化的核心。尽管在电子原件向原子程度缩小的过程中，面临着严峻的工程挑战。

IBM不久前发布研究报告，阐述小型化如何能够继续维持芯片制造业的发展。这是IBM 30亿美元研究计划的一部分，他们的目标旨在利用碳纳米管技术制造芯片。这些纳米管都是空心圆柱结构，管壁则由单层碳原子构成，并以六角形晶格相连。它看起来就像非常细小的鸡肉丝卷，大约比人类头发小一万倍。

IBM旗下沃特森研究中心的材料学家表示：“这种突破证明碳纳米技术可以大规模应用，比如能够制作更小的芯片组件。我们认为这个目标能够在10年内实现，比业内预测的时间更早。”

缩小芯片体积、增强芯片性能是维持计算机行业运行数十年的“摩尔定律”正确性的关键。按照摩尔定律所述，新的芯片制造技术每两年就会迭代，它已经帮助将计算机送到我们的桌子上、口袋里以及手腕上。它帮助谷歌搞清楚网络的意义，帮助Facebook识别照片中的朋友面容。但是这种进步速度正在减缓，如果它停下里，许多未来的革命性计算机理念将不再有机会实现。

比利时独立纳米电子研究中心IMEC的逻辑研究项目主管亚伦・希亚（Aaron Thean）说，IBM开发新技术的确是个好消息，他们正在这个领域取得良好进展。但是要想令纳米管技术应用于实践，还需要完成更多工作。

TechKnowledge Strategies的著名芯片业务分析师迈克・费布斯（Mike Feibus）称IBM的研究是突破性的。他说：“这是个巨大进步，这将让那些称摩尔定律最终失效的人安静下来。”

整个微处理器行业都在努力寻找克服当今困境的方法，而IBM特别关注碳纳米管技术。最后，IBM希望纳米管能被用于制作芯片，而这种芯片可被应用到诸多领域，从组装超级计算机到微型计算机等，它们还可被置于衣服和汽车轮胎压力计中。

当今的芯片晶体管都是利用硅元素制造的，主要依赖于硅元素在不同环境下可导电或不导电的特性。碳纳米管则拥有半导体的这种特性，并且能充当处理数据的开关。IBM的研究已经找出更好方式，可将这些纳米管与微处理器其它部分更好地连接起来，以便于它们在处于运行状态时能够导电。此前，高电阻可阻止电流流动，但是IBM的办法是将纳米管的一端与金属钼相连。这种连接本身应用很少，但却是制作微型芯片电路的关键。

IBM材料学家表示，这种技术可被用于制作三代芯片，此后还可应用于未来芯片制造技术中。但是它提供的最小化能力，足以令制造芯片技术再延长3代以上。此前，这种迭代非常困难，因为随着电子元件变小，电阻会变得越来越大。

希亚则看到其他挑战。尽管IBM已经找到如何降低电阻的方式，但研究人员依然需要处理可导致电流减慢的电容问题。在电路开关过程执行计算任务时，电阻和电容都会降低电流速度。

IBM本身也发现其他阻碍。其中之一就是碳纳米管分为两类：半导体和金属。它们很难被区分，但是如果用金属碳纳米管，晶体管就会被毁掉。

另一个挑战存在于制造过程中。如今的核心芯片制造技术被称为光刻，即将硅片上特定部分除去、留下电路的技术。而碳纳米管要求材料要以极为精确的方式刻在芯片上。IBM材料学家称：“制造硅芯片的时候，就像用大理石雕刻塑像。而制造碳纳米管芯片，就使用大理石粉塑造塑像一样，我们需要找到新的方式。”