碳纳米管将成下一代材料 6股受益匪浅(名单)(3)

　　硅是一种普遍存在的自然元素，既可作为导体，也可作为绝缘体。与计算机工程师原本所预计的相比，这种材料被使用的时间长了数十年，原因是晶体管一代代日益变小，技术变得越来越完美化。在计算机芯片行业中，被用于蚀刻在电路上的这种材料已经变得比光波长还要细小，而且工程师和科学家们表示，硅材料还将继续缩小，至少在当前十年阶段的末期是这样。

　　但是，迟早有一天使用硅为材料制造日益变小的电路的极限将会到来，从而终结由摩尔定律所定义的微电子时代。这个定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的，其内容是当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数量大约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

　　斯坦福大学所取得的这项技术进步看起来为一种信念提供了支持，那就是无论硅时代在何时陷入“熄火”状态，日益缩小的工艺进程仍将继续下去，从而允许设计师在长远的未来继续提高电脑的功率和容量。在本周于旧金山召开的、 被业界称为“晶片奥林匹克”的年度国际固态电路大会(International Solid-State Circuits Conference)上，斯坦福大学的一名研究生走上一个临时搭建的讲台，选择了一只人手大小的木头手，连接上一个简单的发动机和齿轮装置，打开开关，然后这只木头手就充满活力地摇摆起来。

　　这是一次很简单的演示，但斯坦福大学的研究团队表示，他们的目标是要制造一个使用碳纳米管构成的完整的微处理器，从而肯定这种材料的潜力。除了尺寸很小以外，碳纳米管的其他优点包括能耗远低于如今使用的硅晶体管，开关速度也要更快。

　　“我们的结论是，系统层面上的节电将可提高一个数量级。”斯坦福大学电子工程学副教授、Robust Systems Group负责人Subhasish Mitra说道。他指出，这将令未来个人移动设备的电池寿命实现有效的增长。

　　其他新材料和硅基晶体管的变体也正处于研究过程中，以便检测它们是否将可缩小至更小的尺寸。举例来说，英特尔去年开始使用一种名为FinFET的3D晶体管，可令一个芯片的表面布满更加密集的晶体管。“我不会说没有其他材料可以使用。”斯坦福大学电子工程学教授菲利普·王(H.-S. Philip Wong)说道。“问题仅在于当尺寸缩小至极其微小的程度时，哪种材料将会胜出。”

　　就碳纳米管的形态而言，研究人员所面临的挑战是互相交织的微粒会组成一个庞大的“毛球”。不过，通过化学方式在石英表面上进行培育的方法，研究人员能够将其进行密切整齐的排列，然后转到一个硅片上，使用传统的光刻技术来制作工作电路。虽然只有比例很小的线路会出现排列不整齐的现象，但想要制造可靠的电路仍旧是一直以来研究人员所面临的技术障碍。