首臺碳納米管計算機問世

    據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)、英國廣播公司9月26日（北京時間）報道，美國斯坦福大學(xué)的工程師在新一代電子設(shè)備領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，首次采用碳納米管建造出計算機原型，比現(xiàn)在基于硅芯片模式的計算機更小、更快且更節(jié)能。美國國家科學(xué)基金會納米技術(shù)高級顧問米哈伊爾稱此舉為“一項重要的科學(xué)突破”。該研究結(jié)果發(fā)表在最新一期的《自然》雜志封面上。

    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(xì)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(xué)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(rèn)為是硅晶體管潛在的繼任者。毫無疑問，這項研究將引導(dǎo)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。”

    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(guān)。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(xué)電氣工程師和計算機科學(xué)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(shè)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(dǎo)電的“金屬纖維”，其不像其他半導(dǎo)體可以關(guān)掉電流。為了抹去這些“劣跡”元素，他們關(guān)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(shè)計”組裝了具有178個晶體管的基礎(chǔ)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(wù)；運行一個基本的操作系統(tǒng)。

    瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院電氣工程學(xué)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(guān)鍵技術(shù)貢獻(xiàn)：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(shè)計研究聯(lián)盟、伊利諾伊大學(xué)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(dǎo)體以產(chǎn)業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的可能性

總編輯圈點

    隨著半導(dǎo)體芯片越做越小，人們擔(dān)心，傳統(tǒng)的摩爾定律（芯片上的晶體管密度每隔一年半就翻一倍）將走到盡頭，而告別傳統(tǒng)硅芯片的世界首臺碳納米管計算機旋即橫空出世，這不僅意味著摩爾定律將會延壽，另外“硅”作為計算時代的“王者”的地位或?qū)⒉槐＃韫鹊奈磥砜赡懿辉佟靶展琛?。不管怎樣，計算設(shè)備體積越來越小，價格越來越便宜，性能越來越強大的趨勢不會改變，對廣大消費者來說都是利好消息。