納米材料或讓計(jì)算機(jī)芯片告別硅時(shí)代

據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，摩爾定律將死的說(shuō)法在業(yè)界傳得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，不過(guò)科學(xué)家稱，新材料的誕生將使得這條定律繼續(xù)有效，下一代計(jì)算機(jī)芯片借助新納米材料的使用集成度更高，制造成本也更低，有可能讓計(jì)算機(jī)芯片告別硅時(shí)代。報(bào)道稱，1965年戈登·E·摩爾(Gordon E. Moore)表示，大約每18個(gè)月，硅芯片上蝕刻的晶體管數(shù)量就會(huì)增加一倍。在那之后不久，評(píng)論家就開始預(yù)言“摩爾定律”主導(dǎo)的時(shí)代將慢慢終結(jié)。

最近，業(yè)界專家的警告越發(fā)明確：半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展正走向停滯，英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人摩爾博士的說(shuō)法將要畫上句號(hào)。

倘若事實(shí)果真如此，計(jì)算機(jī)世界將遭受巨大沖擊。個(gè)人[url=]電腦[/url]、音樂(lè)播放器和智能手機(jī)的創(chuàng)新和晶體管成本的快速下降有直接關(guān)系。指甲大小的密布著數(shù)以十億計(jì)晶體管的硅片最低價(jià)格只有幾美元。

但是，持樂(lè)觀態(tài)度的科學(xué)家和工程師說(shuō)，摩爾定律并沒(méi)有死，只不過(guò)它在進(jìn)化。他們認(rèn)為，借助一類新型納米材料，生產(chǎn)廠家有可能做出接近分子大小的電路。這類納米材料包括金屬、陶瓷、聚合或復(fù)合材料，它們有著自己特殊的結(jié)構(gòu)。

例如，半導(dǎo)體設(shè)計(jì)人員正研發(fā)一些化學(xué)工藝，以便讓這些材料在半導(dǎo)體晶片上形成極薄的電路圖案，實(shí)現(xiàn)“自組裝”(self assemble)電路。科學(xué)家們認(rèn)為，將納米電路圖案和傳統(tǒng)的芯片制造技術(shù)結(jié)合起來(lái)，會(huì)產(chǎn)生一種新型的計(jì)算機(jī)芯片，它不僅讓摩爾定律繼續(xù)有效，而且也會(huì)降低芯片的制造成本。

“自組裝是關(guān)鍵，”加州圣何塞IBM阿爾馬登研究中心(Almaden Research Center)的科技主管錢德拉塞卡爾·納拉揚(yáng)(Chandrasekhar Narayan)說(shuō)。“你要借助自然的力量幫助你完成工作。蠻干行不通了，你必須跟自然合作，讓事情自然而然地發(fā)生。”

為了實(shí)現(xiàn)這一切，半導(dǎo)體制造商必須從硅時(shí)代向“計(jì)算材料時(shí)代”轉(zhuǎn)變。硅谷的研究人員正引領(lǐng)這個(gè)趨勢(shì)，他們通過(guò)功能強(qiáng)大的新型超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬他們的預(yù)測(cè)。雖然硅谷不制造半導(dǎo)體芯片，但這里研發(fā)的新型材料有可能在未來(lái)十年讓計(jì)算機(jī)世界翻天地覆。

“材料對(duì)人類社會(huì)非常重要，”斯坦福大學(xué)的物理學(xué)家張首晟說(shuō)。他最近帶領(lǐng)一組研究人員設(shè)計(jì)出了一種錫合金材料，在室溫下已經(jīng)具有近似超導(dǎo)的性質(zhì)。“所有時(shí)代都用材料來(lái)命名——石器時(shí)代、鐵器時(shí)代，現(xiàn)在我們則有硅時(shí)代。過(guò)去人們偶然發(fā)現(xiàn)材料。一旦我們擁有了預(yù)測(cè)材料的能力，情況就會(huì)大不相同。”

計(jì)算材料革命很可能會(huì)為下一代計(jì)算機(jī)芯片所需的技術(shù)指明新的道路。這也是IBM看好的方向。目前，該公司正在試驗(yàn)一種自動(dòng)形成超細(xì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，它可以用來(lái)在硅晶片上形成電路圖案。

納拉揚(yáng)博士對(duì)此持謹(jǐn)慎而樂(lè)觀的態(tài)度，他說(shuō)，生產(chǎn)廠家利用自組裝技術(shù)后就不需要投資購(gòu)光刻機(jī)。光刻機(jī)使用X射線來(lái)蝕刻微小的電路，價(jià)格為5億美元。在談及用更低成本的方式制作電路更密集的計(jì)算機(jī)芯片時(shí)，他說(shuō)：“答案可能是肯定的。”