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

 根據(jù)摩爾定律，未來(lái)半導(dǎo)體仍將年復(fù)一年地不斷改進(jìn)。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(dǎo)體性能。當(dāng)前的半導(dǎo)體通常需要電才能工作。

根據(jù)IBM公司的新方法，這些半導(dǎo)體能夠通過(guò)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(duì)今天移動(dòng)裝置的電池壽命產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。IBM公司已經(jīng)將這一新工藝發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

IBM公司的研究人員parkin博士表示：“我們?cè)谠映叨壬侠斫夂涂刂剖挛锏哪芰κ刮覀兡軌蛟O(shè)計(jì)出新的材料和器件，并能以與硅基信息技術(shù)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(lái)充電的器件，顛覆了對(duì)物質(zhì)狀態(tài)的控制方式，這對(duì)新型移動(dòng)裝置極具潛力。基于新型三維架構(gòu)的這些器件和概念能打破信息產(chǎn)業(yè)的技術(shù)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(fù)電荷之間轉(zhuǎn)化，從而給予半導(dǎo)體進(jìn)行計(jì)算的電能。這種液體工藝也將允許未來(lái)芯片制造商生產(chǎn)更小的半導(dǎo)體器件。盡管摩爾定律已經(jīng)準(zhǔn)確預(yù)言了計(jì)算技術(shù)進(jìn)步的方式，每代產(chǎn)品的晶體管數(shù)量翻倍，但很快就將達(dá)到物理極限。這種新技術(shù)能消除這些壁壘并允許技術(shù)繼續(xù)當(dāng)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(dǎo)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(dòng)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。這意味著，即使能量消耗殆盡，存儲(chǔ)在器件上的數(shù)據(jù)也能安全存儲(chǔ)。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(fù)或正的狀態(tài)。這是一種事件驅(qū)動(dòng)的行為，能讓未來(lái)的半導(dǎo)體更為穩(wěn)定。

Parkin博士表示，“我們正使用由電信號(hào)生成的微小離子流來(lái)改變這些氧化材料的物質(zhì)狀態(tài)。這意味著能通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉它們的導(dǎo)電狀態(tài)來(lái)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?jiǎng)?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(shì)，parkin博士表示，電流流經(jīng)離子液的速度要遠(yuǎn)慢于電流在硅器件中的速度。