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據(jù)新興芯片技術(shù)領(lǐng)域的專家表示，可說是微機電系統(tǒng)(MEMS)的“小表弟”的納米機電系統(tǒng)(nanoelectromechanical systems，簡稱NMES)，雖然目前還沒沒無聞，但在未來可能成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界的要角。 Sematech制造聯(lián)盟新興技術(shù)副總裁Raj Jammy指出，其中的一個理由是，成熟的MEMS技術(shù)已經(jīng)為各種不同的感測器，在iPhone等新潮電子產(chǎn)品中的應(yīng)用開拓了龐大新市場，不過MEMS是針對特殊應(yīng)用的元件：“NEMS則能提供整套的潛在應(yīng)用方案。” NEMS被形容為MEMS與納米技術(shù)的結(jié)晶；在美國國防部高等研究計劃署(Drapa)掌管NEMS研究的Dennis Polla表示：“如果某系統(tǒng)有一個關(guān)鍵機械零件或架構(gòu)的尺寸小于1微米(micrometer)，并且能整合其他不同的零件，那就是NENS。”他指出，該單位認為NEMS技術(shù)就是“下一場微型化革命”。 Darpa正在研究將NEMS技術(shù)與感測器、致動器(actuators)、電子元件與光學(xué)元件、甚至微流體元件整合的方法。而Sematech的Jammy則表示，從制造部門的角度來看：“沒有人是真正在研究NEMS領(lǐng)域，也就是我們該如何將NEMS整合進CMOS制程？” 在日前(12月7~9日)於美國舉行的2009年國際電子元件會議(IEDM)上，至少有9個研究單位發(fā)表了有關(guān)NEMS技術(shù)的論文，題目包括NEMS CMOS記憶體等應(yīng)用；事實上，IEEE自2006年起就贊助NEMS技術(shù)會議，其第五屆年會預(yù)計明年1月20~23日在中國廈門舉行。 Jammy的觀點是，現(xiàn)在時機已經(jīng)成熟，可開始研究進行採用現(xiàn)有CMOS制程技術(shù)生產(chǎn)新式NEMS元件的方法：“要真正掌握該種元件的潛能，得用CMOS制程而非一般MEMS制程來生產(chǎn)，好讓NEMS元件是與CMOS相容的。” NEMS元件與其他許多新興IC技術(shù)一樣訴求低功耗特性，不過NEMS元件還有其他優(yōu)勢，包括高速度(gigahertz)、低漏電、與現(xiàn)有CMOS製造設(shè)備相容，以及可進軍傳統(tǒng)芯片無法運作之嚴苛環(huán)境，開創(chuàng)一系列特殊應(yīng)用。 這意味著NEMS的角色將不只是做為iPhone內(nèi)的觸控感測器；Jammy舉例說明，相關(guān)的嚴苛環(huán)境應(yīng)用包括汽車、工業(yè)領(lǐng)域的儲存設(shè)備，或是RF與生物醫(yī)療應(yīng)用等等。Darpa也在研究NEMS元件的軍事應(yīng)用。 在元件層級，Sematech正與加州柏克萊大學(xué)、史丹佛大學(xué)等單位的研究人員合作，開發(fā)採用NEMS技術(shù)的記憶體元件，以及號稱“零洩漏”的NEMS開關(guān)(switch)，或是與CMOS技術(shù)整合的混合式開關(guān)元件。 在IEDM上所發(fā)表的NEMS研究，則包括整合NEMS與CMOS技術(shù)所制造、稱為“鰭式正反器致動通道電晶體(fin flip-flop actuated channel transistor)”的元件，以及采用納米級石墨烯(graphene)材料所制造的低耗電NEMS開關(guān)元件。 |
