硅芯片极限终结：怎样的替代品？ (1)

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在接下来十年左右的时间里，在电脑硅芯片上蚀刻电路预计将变得越来越艰难，因为芯片的物理尺寸难以无限变小，这促使人们寻找替代材料来取代硅芯片的地位。

哪种材料能替代硅芯片呢？部分研究者对碳纳米管寄予厚望。本周一，斯坦福大学的一个研究团队成功地演示了一个简单的微电子电路，该电路是由44个完全以丝状纤维制成的晶体管组成。

来自斯坦福的研究团队在旧金山举行的一次科技会议上展示了这个电路。他们展示的技术进步是迄今能证明当硅芯片尺寸达到物理极限时，碳纳米管可能会成为一种未来的替代材料。

在各大科技厂商中，IBM是建议将碳纳米管应用于微电子领域的强力支持者之一，该公司已经明确表示希望碳纳米管技术将在接下来的十年内准备就绪，届时预计半导体芯片的尺寸将缩小至5纳米的极限尺寸。但截至目前，各大学和芯片厂商的研究人员还只能成功地将碳纳米管用于单独器件的制作，如制作晶体管等。

斯坦福大学所展示的这一技术进步则标志着完整的工作电路已被创造出来，表明这种材料可能真的会达到人们的期望。

硅是一种普遍存在的自然元素，既可当做导体，也可当做绝缘体。硅芯片的生命周期相较计算机工程师原本的设想已经长了数十年，这是因为虽然晶体管的尺寸在一代代变小，但人们总有相应的先进工艺在上面蚀刻电路。在计算机芯片行业中，被用于蚀刻电路的硅芯片已经变得比光的波长还要细小，而且工程师和科学家们相信，硅芯片的尺寸还有继续缩小的空间，至少目前的情况是这样的。

但是，硅材料的物理尺寸极限终有一天会到来，从而终结由摩尔定律所定义的微电子时代。摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)于1965年提出来的，它指出：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个月便会翻一番，性能也将提升一倍。

斯坦福大学所取得的这一技术进步看起来支撑了这样一种信念：无论硅材料时代何时终结，尺寸不断缩小的工艺进程仍能继续下去，设计师在长远的未来仍能继续提高电脑芯片的性能。