IBM利用碳納米管「生長」晶片 速度可提升10倍

2020-12-05 TechWeb

IBM利用碳納米管「生長」晶片 速度可提升10倍

鳳凰科技訊 北京時間11月15日消息，據外媒報導，矽在晶片領域的主導地位可能終結。多年來，研究人員和企業家希望碳納米管能給晶片設計帶來一場革命。從理論上說，這種分子水平的結構，能用來製造速度是現有產品6-10倍、能耗大幅降低的晶片。

除更快和更節能的筆記本、智慧型手機晶片外，處理能力強大的微型處理器還可以催生新型技術，例如可彎曲計算機和可注射入體內的微型晶片，或殺死人體內癌細胞的納米機器。

現在，IBM一個研究團隊稱取得了技術突破，使納米夢想向現實又邁近了一步。

碳納米管存在的問題是其尺寸。碳納米管尺寸很小，操作相當困難，不適合採用傳統晶片製造技術。IBM研究院材料科學家喬治·圖利夫斯基(George Tulevski)及其團隊，利用化學過程「誘騙」納米管自己組裝為需要的新結構。其方法更像是水晶生長而非雕刻塑像。

最近數年納米技術再次轉熱。去年，IBM研究院一個團隊開發了一種新方法，在一個更小空間中封裝更多碳納米管電晶體。Nanotronics Imaging等公司開發出了顯微鏡，降低了製造納米水平設備的難度。

IBM研究院團隊距離量產納米管晶片尚有數年時間。因為矽晶片性能還在不斷提高，IBM團隊不僅需要開發納米管處理器製造工藝，還需要使其性能超過矽晶片，這都需要時間。(編譯/霜葉)

相關焦點

  • 北大碳基晶片研發突破，採用碳納米管工藝，性能將提升10倍以上
    為了讓大家了解更加深刻，我們先了解一下什麼是納米管，什麼樣的碳納米管才能用來製作晶片呢。根據西瓜視頻創人「52赫茲實驗室」的介紹，使用碳納米管做成的電晶體電子遷移率是矽基材料的1000倍，是突破傳統晶片的主要替代材料之一。並且隨著摺疊屏幕等設備的出現，碳納米管做成的晶片韌性更強，更能促進摺疊式設備的發展。
  • 首款碳納米管通用計算晶片問世!5倍於摩爾定律,網友:這是絕技
    從理論上來說，效率達到矽的10倍，運行速度為3倍，而僅僅只需要消耗三分之一的能源。而且，它還有更加廣泛的用途。一些科學家認為，碳納米管也可以用來製作可注射入體內的微型晶片，或殺死人體內癌細胞的納米機器，前景不可估量。但碳納米管也存在一系列設計、製造和功能上的問題，比如「瘋狂的成長「，很難將其放在特定的位置，使其發揮特定的作用。
  • 碳納米管:「特立獨行」的神奇材料
    近期，國外一所學院的研究人員利用碳納米管制造出一款材料，可吸收99.96%以上的入射光，堪稱材料家族中的「黑洞」。無獨有偶，同樣是碳納米管材料，研究人員利用超過1.4萬個碳納米管電晶體，製造出16位微處理器晶片，並向世界發出了「Hello, World」的信息。碳納米管，作為一種擁有特殊結構的一維量子材料，具備諸多超乎尋常的力學、電學、熱學等物理性能和化學性能。
  • 華為也在研究石墨烯,碳納米管跟石墨烯納米電熱管一樣嗎?
    今天電熱匯介紹——碳納米管跟石墨烯納米電熱管。最近有關華為的報導頻頻發生。有華為消費者業務總裁餘承東說：華為將停止麒麟晶片的生產。有「南泥灣」項目重中之重—石墨烯晶片即將問世。而在2018年，餘承東在某發布會上說，華為已經進入石墨烯晶片的研發，而石墨烯製造的晶片延遲時間縮短整整1000倍，這也意味著石墨烯晶片處理信號時間能夠縮短1000倍，運算速度也能夠提升1000倍。一、石墨烯是什麼？
  • IBM今在《Science》發表全新突破!碳納米管打造世界最小電晶體,碳...
    五十多年來，摩爾定律一直有效，但目前業界的預測是，未來 10-15 年，在進行三次技術升級後，晶片製造工藝將達到 5 納米，這意味著單個電晶體柵極的長度將僅為10個原子大小。在此基礎上繼續突破幾乎是不可能的——從技術上講，你不可能造出單個原子大小的電晶體。
  • ...全球首款可編程碳納米管晶片問世,RISC-V架構,14000+電晶體
    關於碳納米管晶片的上市時間，Shulaker表示，可能在五年內。論文連接：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1493-8一、比矽能效高10倍的碳納米管在摩爾定律趨緩的壓力中，研究人員一直在探索晶片設計和製造的新可能。
  • 液體活檢丨新型碳納米管CTC晶片在乳腺癌患者中檢測靈敏度可
    碳納米管CTC檢測步驟 利用碳納米管CTC晶片對不同表型的CTCs進行分離、捕獲和計數，大致可分為四個步驟： 碳納米管CTC晶片檢測步驟 從患者身上採集8.5ml血液，包括大約400億個紅細胞、6400萬個白細胞和1-10個不同表型的CTCs； 將紅細胞（RBCs
  • 碳基晶片新突破，我國8寸石墨烯晶圓有望量產，性能將提升10倍
    石墨烯電晶體和碳納米電晶體成為未來晶片的主要研究方向之一，這兩者同樣都是由碳元素電晶體構成，所以被人們稱之為碳基晶片。通過10多年的研究，在升級晶圓級石墨烯單晶的可控制備，從生長出單層，到單晶，再到原子級平整的大面積晶圓，中科院上海微系統團隊終於讓之前只能從用膠帶剝離出幾微米的石墨烯樣品，升級成可規模生產的8英寸石墨烯晶圓。
  • IBM再創奇蹟!碳納米管邁出取代矽第一步
    藍色巨人IBM的科學家們再次展示了他們雄厚的科研實力：歷史上第一次，使用標準的主流半導體工藝，將一萬多個碳納米管打造的電晶體精確地放置在了一顆晶片內，並通過了可行性測試。多年來，人們一直期望找到一種新的材料，可以替代傳統晶片中的矽，從而更深入地推進半導體製造工藝，獲得更小、更快、更強的計算機晶片，IBM則邁出了用碳納米管在此領域投入商業化應用的第一步。
  • 史上最長的碳納米管森林，是以前的7倍
    倍左右。碳納米管（CNTs）具有質量輕、導熱性強等眾多優點，引領了光學、電子、水淨化和藥物輸送等不同領域的技術創新。然而，為了滿足不斷增長的工業需求，碳納米管產量還需不斷升級，這也是碳納米管應用面臨的主要挑戰之一。
  • 碳納米管接連實現重大突破
    另外，有研究指出，碳納米管將取代矽，成為新一代處理器晶片材料。國內外碳納米管研究的重大突破，將為機器人產業的發展帶來推動作用，碳納米管相關個股南風化工（000737）、江海股份（002484）、中國寶安（000009）等值得關注。
  • MIT開發出基於碳納米管FET的RISC-V微處理器
    美國麻省理工學院的研究人員採用碳納米管電晶體（Carbon Nanotube Transistors）成功研製出16位RISC-V微處理器，其設計流程和工藝均遵照行業標準，但能效比矽基微處理器高10倍。
  • 存儲百倍提升! IBM納米技術1比特12原子
    也就是說，利用原子磁矩存儲技術，現如今的1TB硬碟，能夠提升到100T的容量。>> 　　在集成電路的電晶體數目的規律上，業界有一個著名的摩爾定律。摩爾定律指出，當價格不變時，集成電路上可容納的電晶體數目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。該定律是由英特爾創始人之一摩爾提出，這些年來一直與晶片的發展相符。
  • 碳基晶片迎來突破！石墨烯材料碳納米管如何製作，西瓜視頻告訴你
    最近超導體「碳基晶片」的熱度越來越高，那麼是什麼原因讓它受到如此的追捧呢？在晶片的發展中，根據摩爾定律： 「當價格不變的情況下，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。」換句話說就是納米工藝越來越先進，同體積下的晶片中容納的電晶體就越多。
  • 美國麻省理工學院研製出新型碳納米管微處理器
    在集成電路技術出現以後，大量的電晶體可被封裝在一片指甲蓋大小的晶片內。這種電晶體由源極、漏極和位於它們之間的柵極所組成，電流從源極流入漏極，柵極則起到控制電流開關的作用。各種型號的電晶體（圖片來源: 維基百科） 著名的摩爾定律指出：「當價格不變時，集成電路上可容納的電晶體數目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。」
  • 碳納米管國內外企業5大應用領域!
    IBM公司利用其碳納米管生產技術可以開發具有優異性能的微晶片技術。據悉，這種新型碳納米管微晶片具有非常快的運算速度，可以使計算機運算速度達到矽晶片的1000倍以上。 日本瑞翁公司利用超級生長法成功開發出了碳納米管-橡膠複合片狀系統熱界面材料。
  • 碳納米管行業深度報告：動力電池驅動，碳納米管需求迎來爆發
    ，長徑比是重要衡量指標碳納米管憑藉優異的導電性，可應用於鋰電池導電劑領域。1.2.3、晶片製造領域：利用碳納米管的分立導電性作為替代傳統半導體 物質為基材的場效應管在新型存儲器領域，美國 Nantero 公司已研發出一種基於碳納米管的新型非易失 性納米存儲器（NRAM）。 NRAM 主要是利用碳納米管優異且分立的導電性，用 碳納米管替代傳統的半導體物質為基材的場發射電晶體（FET），沉積在標準矽片 上。
  • 碳納米管行業深度報告:動力電池驅動,碳納米管需求迎來爆發
    1.2、碳納米管可廣泛應用於鋰電導電劑、導電塑料以及晶片製造 1.2.1、近年碳納米管材料在鋰電領域推廣持續推進、國內廠商市佔率持 續提升 鋰電池主要材料包括正極材料、負極材料、電解液和隔膜。1.2.3、晶片製造領域：利用碳納米管的分立導電性作為替代傳統半導體 物質為基材的場效應管 在新型存儲器領域，美國 Nantero 公司已研發出一種基於碳納米管的新型非易失 性納米存儲器（NRAM）。
  • MIT:碳納米管電晶體「工業化」生產方法
    但是，隨著封裝在集成電路中的電晶體數量的增加，似乎並沒有以歷史速度提高能源效率，這種趨勢可能已接近尾聲。碳納米管場效應電晶體(CNFET)比矽場效應電晶體具有更高的能源效率，可用於構建新型的性能更優異的三維微處理器，是用於開發節能計算的有前途的納米技術。但是迄今為止，它們大部分都存在於「手工」空間中，在學術實驗室中少量製作，無法滿足商業領域對CNFET高密度、快速製備、低成本的需求。
  • 碳基晶片,中國已經走在了世界前列!或可實現中國晶片彎道超車
    北京大學彭練矛團隊研究生在做實驗北京大學電子系教授彭練矛帶領團隊成功使用新材料碳納米管制造出晶片的核心元器件——電晶體，其工作速度3倍於英特爾最先進的14納米商用矽材料電晶體，能耗只有其四分之一。在此背景下，人們一直在尋找能夠替代當前矽晶片的材料，碳納米管就是主要的研究方向之一。美國史丹福大學、IBM公司的研究人員都在致力於該領域的研究。國際半導體技術發展路線圖近年來多次引用彭練矛團隊的工作，來證明碳納米管是一個重要的出路。彭練矛堅信，碳納米管電晶體技術的突破對於中國半導體產業意義深遠。