奈米碳管：半导体持续摩尔定律步伐前进动力？

在10月28日美国出版的「自然-奈米技术」期刊中指出，奈米碳管，将替代数十亿晶片中矽所占有的地位，包含使用量及大的微处理器与记忆晶片。

IBM科学家在纽约的TJWatson研究中心，已经能阵列奈米碳管在矽晶片表面，并组成达10,000个混合式晶体管。

也许超乎所有人的预期，矽晶片在速度和容量在过去的五十年中不断提高。然而近年来有越来越多的不确定性怀疑相关技术是否会继续进步。半导体厂已经以常规一倍的晶体管数量，蚀刻的矽晶片的表面上，Switches接近到可测量的尺寸只有几个原子的宽度。

为人所熟知的摩尔定律，其人GordonMoore在1965年指出，晶片的发展在单一晶粒中，每两年晶体管的数量将倍增??。为了保持这个速度，半导体工程师们必须不断改进一系列相关的生产系统和材料，像是小人国的国度中在继续执行。

但IBM研究室小瓶的液体中，已悬浮着奈米碳管在等待着未来了。

IBM的科学家说进步是显著的，因为晶片制造业还没有找到一种方法，超越未来两、三代以矽为基础的发展。在史丹福大学专门从事奈米碳管材料研究的SubhasishMitra教授说：「这是了不起的成就。」新的晶片材料是双重功效的，他表示：「奈米碳管可制造出更小的晶体管，同时也有可能增加开和关的速度。」

近年来，半导体产业虽然能持续以摩尔定律继续的在晶片上晶体管数量增加一倍，但执行速度已经陷入停滞。所以电脑业与半导体厂开始改变CPU的设计，开始内建更多并行运算核心，也就是为何CPU出现2或4核心的设计，这就是打破速度限制，以多工方式解决时效问题。

IBM的科学家相信，一旦奈米碳管的技术能完美加入制程后，这将有可能大幅提高晶片的演算与存取速度，同时继续大幅增加晶体管的数量，虽然可能十年后才能实现。

今年，IBM研究人员发表了另一篇奈米碳管可能加强运算速度的文章。在IBM纽约研究中心担任物理科学指导的Su??pratikGuha指出：「奈米碳管的表现优于其他材料制成的开关，我们看到5项以上比传统的矽晶更优异的特性。」其实这也是半导体业界冀望奈米碳管能让半导体持续以摩尔定律的步伐前进。

虽然奈米碳管技术看似前途无量，但在实验室里发展的半导体制作材料仍多，十年后何者胜出，变数仍大。