史上最大碳纳米管芯片问世!
今天,来自MIT的Gage Hills等人今天在Nature发表论文,报告了碳纳米管芯片制造领域的一项重大进展:一个完全由碳纳米晶体管构成的16位微处理器。这是迄今为止用碳纳米管制造的最大的计算机芯片。
几十年来,电子技术的进步一直由硅晶体管尺寸的不断缩小而推动。然而,硅晶体管缩小变得越来越困难,现在的收益正在递减。
以半导体碳纳米管为基础的晶体管作为先进微电子器件中硅晶体管的替代品,显然很有前景。但碳纳米管固有的纳米级缺陷和可变性,以及处理它们面临的挑战,阻碍了它们在微电子领域的实际应用。
一个完整RV16XNANO裸片的显微图像。处理器核心位于裸片中间,测试电路环绕在外围
作者表示,他们利用14000多个碳纳米管晶体管制造出一个16位微处理器,证明可以完全由碳纳米管场效应晶体管(CNFET)打造超越硅的微处理器,其设计和制造方法克服了之前与碳纳米管相关的挑战,有望为先进微电子装置中的硅带来一种高效能的替代品。
他们将这个处理器命名为RV16X-NANO,这款16位的微处理器基于RISC-V指令集,在16位数据和地址上运行标准的32位指令,包含14000多个互补金属氧化物半导体 CNFET,并使用行业标准的工艺流程进行设计和制造。
一个完整的RV16X-NANO 150毫米晶圆,每个晶圆包含32个裸片
具体而言,Hills及同事提出一套碳纳米管的制造方法,包括综合处理和设计技术,以克服整个晶圆宏观尺度上的纳米级缺陷。
他们利用一种剥落工艺防止碳纳米管聚合在一起,以防晶体管无法正常工作。此外,通过细致的电路设计(减少了金属型碳纳米管而非半导体型碳纳米管的数量,后者的存在不会影响电路的功能),他们还克服了一些和碳纳米管杂质相关的问题。
作者将其微处理器命名为“RV16X-NANO”,并在测试中成功执行了一个程序,生成消息:“你好,世界!我是RV16XNano,由碳纳米管制成。”
“你好,世界!我是RV16XNano,由碳纳米管制成”
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