IBM受人腦啟發(fā)研制新型半導體工藝 有望創(chuàng)建全新微處理器

 根據(jù)摩爾定律，未來半導體仍將年復一年地不斷改進。而IBM公司可能已經(jīng)率先從人腦獲得啟發(fā)，用以創(chuàng)造其最新的微芯片。

3月21日，IBM公司宣布，該公司在原子尺度使用數(shù)滴離子液改善了半導體性能。當前的半導體通常需要電才能工作。

根據(jù)IBM公司的新方法，這些半導體能夠通過離子液充電，甚至模仿人腦工作的方式。使用這種新方法，IBM公司終有一天將能制出更低能耗、更高效率的芯片。這些芯片甚至能對今天移動裝置的電池壽命產(chǎn)生深遠的影響。IBM公司已經(jīng)將這一新工藝發(fā)表在《科學》雜志上。

IBM公司的研究人員parkin博士表示：“我們在原子尺度上理解和控制事物的能力使我們能夠設計出新的材料和器件，并能以與硅基信息技術完全不同的原理工作。擺脫今天基于充電的器件，轉(zhuǎn)換為使用小的離子流來充電的器件，顛覆了對物質(zhì)狀態(tài)的控制方式，這對新型移動裝置極具潛力?；谛滦腿S架構(gòu)的這些器件和概念能打破信息產(chǎn)業(yè)的技術壁壘。”

該工藝的核心是一立方毫米大小的一種離子電解液。這種小液滴能在正負電荷之間轉(zhuǎn)化，從而給予半導體進行計算的電能。這種液體工藝也將允許未來芯片制造商生產(chǎn)更小的半導體器件。盡管摩爾定律已經(jīng)準確預言了計算技術進步的方式，每代產(chǎn)品的晶體管數(shù)量翻倍，但很快就將達到物理極限。這種新技術能消除這些壁壘并允許技術繼續(xù)當前的縮減尺寸的方式發(fā)展。

IBM公司的研究人員也觀察到，即使電能已經(jīng)在半導體器件上消耗掉了，一滴離子液仍能保持一種穩(wěn)定的金屬態(tài)。這是一種能夠以更高效率和事件驅(qū)動的方式存儲數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。這意味著，即使能量消耗殆盡，存儲在器件上的數(shù)據(jù)也能安全存儲。研究人員也發(fā)現(xiàn)直到被施加相反的電荷，離子液才改變其負或正的狀態(tài)。這是一種事件驅(qū)動的行為，能讓未來的半導體更為穩(wěn)定。

Parkin博士表示，“我們正使用由電信號生成的微小離子流來改變這些氧化材料的物質(zhì)狀態(tài)。這意味著能通過打開或關閉它們的導電狀態(tài)來構(gòu)建低能耗、高效率的器件。我們將這種材料轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘?，并且維持其狀態(tài)而不需要提供能量。”

IBM公司的研究并不是期望替代硅，而是要創(chuàng)造一種全新的處理器。這些離子處理器在效率和穩(wěn)定性方面具有優(yōu)勢，parkin博士表示，電流流經(jīng)離子液的速度要遠慢于電流在硅器件中的速度。