納米技術取代硅芯片 計算机性能大躍進

(http://www.epochtimes.com)

【大紀元5月25日訊】IBM研究員已利用納米碳管(carbon nanotubes)制成晶體管，執行性能优于同類的硅材質晶體管。碳可能成為未來計算机發展基石的論點，因這項進展而獲得進一步的支持。

ZDNet China5月24日消息,在20日這一期的「應用物理學刊」(Applied Physics Letters)，IBM研究員闡述以納米碳管制成的晶體管，何以能產生比當前硅或金屬材質晶體管多兩倍多的電流。納米碳管是細長的碳分子束，硅和金屬制的晶體管則是目前芯片的制造基礎。

使電流擴增，可能導致更快速的晶體管和集成電路。且由于晶體管和集成電路是制造芯片的基石，新的發現暗示，有朝一日，碳可能成為明日計算机的基本材料。

IBM納米級科學研究經理Phaedon Avouris說：「碳晶體管性能超越硅晶體管，在性能方面進步良多。」納米又稱「毫微米」，意指十億分之一公尺。

研究員指出，納米技術，亦即納米級的制造技術，雖然仍處于初期發展階段，但該技術未來數十年的發展攸關各种產業的前途。例如，通用汽車公司(GM)正嘗試研發質地更強的汽車材質，運用的就是納米技術方法。

在高科技領域，IBM、惠普及其它公司也正從事以納米技術打造極微電路的實驗。未來，那些電路可能用來制造廉价的傳感器，用于偵測瓦斯漏气或其它環保災害。或者，也許20年后，以納米技術打造的小型數据儲存裝置或計算机芯片就會問世。

納米碳管為何廣受重視?現今的計算机處理器容納的電路已高度密集，令許多人認為，在經濟效益的前提下，傳統的芯片設計和制造方法只能再沿用15年到20年。

對照下，納米碳管的分子會自行排列組合，成為雪片一般的圖案，所以個別的芯片電路不再需要預先繪制。這种徹底的改變會大幅降低半導體工業的人力、厂房和設備成本。

Avouris另指出，因為電子穿越碳管的方式不同，芯片性能也會改良。就傳統的導線電路而言，設計人員必須處理阻力問題，也就是造成電子流動減緩的力量和障礙，但那么一來會造成電子分散開來，造成散熱和能量耗損。

納米碳管因為極為細長，電子無法向側方偏斜，因此必須要費很大的工夫，才能阻止或扭轉電子的流動。 理論上，納米碳管可讓工程師建造更省電的芯片(因為導電過程的電力耗損較少)，或者說，可在等量的電力下提供更高的性能。

當然，這些优點仍停留在假設階段。例如，研究員最近研判，在納米碳管細薄的接触端點，有某种能量障礙，是標准硅晶體管所無的。研究員也尚未充分探究分子自我排列組合的能力。

制造納米碳管仍是冗長、艱難的過程。Rice大學研究員創立的Carbon Nanotechnologies公司，在化學液中培養碳管，作法是在富含碳的石化液體中置入一顆金屬粒子。經過加溫到超過攝氏1,000度后，自金屬釋出的碳分子開始形成管束狀。

IBM向Carbon Nanotechnologies取得碳束，再把它們插入自制的芯片中。

(http://www.dajiyuan.com)