麻省理工学院造出全球首款碳纳米管芯片

2019年08月29日由 KING 发表 954120 0

经过多年的设计和制造，麻省理工学院的研究人员已经成功用碳纳米管晶体管制造了一个现代微处理器，这种碳纳米晶体管比传统硅晶体管计算速度更快、更环保。

硅晶体管已经在计算机工业中应用了几十年。正如摩尔定律预测的那样，工业界已经能够使芯片的大小每隔几年缩小一次，通过在芯片上填充更多的晶体管来进行越来越复杂的计算。但专家们已经预见到硅晶体管将停止继续缩小，并且效率会变得越来越低。

制造碳纳米管晶体管（CNFET）已成为制造下一代计算机的主要目标。研究表明，与硅相比，CNFET具有约10倍硅晶体管的特性。但是，当按比例制造时，碳晶体管往往会有许多影响性能的缺陷，因此它们仍然不实用。最近麻省理工学院的研究人员成功的解决了这个难题，利用传统硅片制造厂的工艺，在制造CNFET过程中显著地解决缺陷并实现全功能控制。他们演示了一个16位微处理器，它有14000多个CNFET，与商用微处理器执行相同的任务。《自然》杂志中描述了微处理器的设计，包括70多页的内容，详细介绍了制造方法。

这个微处理器基于RISC-V开放源码芯片体系结构设计，具有一组微处理器可以执行的指令。研究人员能够让微处理器准确地执行全套指令。它还执行了经典的“你好，世界！“程序，打印出来，“你好，世界！我是RV16xnano，由CNT制造”的字符。

在芯片设计过程中，研究人员进行了模拟试验，尝试了所有不同的材料组合，但是这些材料都不能使芯片发出的信号顺利通过。然后他们定制了一个芯片设计程序，自动识别阻碍信号传输的材料，使信号选择其它的路径传输。MIT的研究人员说：“这是迄今为止最先进的芯片，由新兴的纳米技术制成，有望实现高性能的节能计算，硅晶体管是有局限的，如果我们想继续在计算机处理器方面取得进展，碳纳米管是突破局限最有希望的方法之一。

研究人员说道：现在的主要目标是把芯片批量生产。为此，研究人员现在已经开始通过政府把这项技术应用到芯片制造厂。尽管没人能确定由碳纳米管制成的芯片何时会上市，但研究人员说，最快在五年之内就可以实现目标。他们还说：“我们认为这不再是一个能不能的问题，而是什么时候的问题。”

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行业纳米芯片

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