新型電腦有望擺脫硅晶體技術(shù)的依賴

英國(guó)學(xué)術(shù)雜志《自然》報(bào)道，斯坦福大學(xué)研發(fā)人員開發(fā)出了全球首臺(tái)基于碳納米晶體管技術(shù)的計(jì)算機(jī)，并已經(jīng)成功測(cè)試運(yùn)行，這表明人類未來(lái)在開發(fā)新型電腦設(shè)備時(shí)有望擺脫對(duì)硅晶體技術(shù)的依賴。

斯坦福大學(xué)項(xiàng)目研究小組出版論文聯(lián)合作者M(jìn)ax Shulaker說(shuō)：“這是人類利用碳納米管生產(chǎn)的最復(fù)雜的電子設(shè)備。關(guān)于納米技術(shù)有非常多極具創(chuàng)意的應(yīng)用，但人們從未想過(guò)該技術(shù)能夠以如此實(shí)際、實(shí)用的方式被利用。”

Max Shulaker團(tuán)隊(duì)研發(fā)的首臺(tái)納米電腦僅采用了178個(gè)晶體管，不過(guò)該設(shè)備只能運(yùn)行支持計(jì)數(shù)和排列等簡(jiǎn)單功能的操作系統(tǒng)。

據(jù)了解，碳納米管在1991年被日本NEC公司的飯島博士發(fā)現(xiàn)，作為一維納米材料，碳納米管具有重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美的特點(diǎn)，并且擁有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。

Max Shulaker表示：“與傳統(tǒng)晶體管相比，碳納米管體積更小，傳導(dǎo)性也更強(qiáng)，并且能夠支持快速開關(guān)，因此其性能和能耗表現(xiàn)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)硅材料。”

眾所周知，晶體管是現(xiàn)代電子設(shè)備的關(guān)鍵組件，一個(gè)芯片可以包括幾十個(gè)億晶體管。但新型的碳納米管更小，用它來(lái)替代硅可以制造更小的、更快的、更節(jié)能的晶體管。碳納米管的直徑可以小到1納米，而人類的DNA直徑一般是2.5納米。

不過(guò)，由于碳納米管的制造工藝復(fù)雜，對(duì)環(huán)境要求十分嚴(yán)格，因此良品率一直是困擾研究者的頭等難題。不過(guò)現(xiàn)在研究者已經(jīng)改變了方向，他們采用避其鋒芒的方法，不再執(zhí)著地追求無(wú)缺陷的碳納米管批次，而是專注于設(shè)計(jì)可以對(duì)缺陷免疫的電腦電路。采用更好的算法，研究者對(duì)電路進(jìn)行排列，就算少數(shù)納米管出現(xiàn)問題，電腦仍然可以運(yùn)行。

總結(jié)而言，首臺(tái)碳納米電腦有178個(gè)晶體管，每個(gè)包括10-200個(gè)碳納米管。設(shè)備的大小只有6.5平方毫米，也就是說(shuō)可以在一個(gè)美元硬幣中放40個(gè)。如果采用產(chǎn)業(yè)化工廠制造碳納米管，而不是實(shí)驗(yàn)室，它可以制造出更小、更快、更強(qiáng)大的電腦。