新型半导体芯片材料将引领产业发展

2016-02-05 09:39:00

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据美国科学学术网3日报道，美国密歇根理工大学胡云行教授团队使用辉钼制成了辉钼基柔性忆阻器，可以用其制造低功耗的超高速存储与计算芯片。科学学术网认为，这一发明将让半导体芯片世界从“硅时代”跨越到“辉钼时代”。该项成果刊登在了上月出版的《NanoLetters》期刊。

忆阻器是目前世界发达国家、行业巨头不惜血本研发的基本电路元件。目前的计算机芯片主要通过硅晶体管来传输电子数据。如果信息流中断，则所有信息就会丢失。而忆阻器则是一种“有内存的电子设备”，可以在电子数据流经过时保留其数据，即使遭遇突然断电，也能将先前的数据迅速恢复。胡云行教授表示，辉钼忆阻器可以被用来制造拥有更快运算速度与更小功耗的超高速芯片。通俗来说，现有的硅晶体管、互联网乃至整个计算机世界，是由二进制数据0与1来储存、运输以及运行数据，而忆阻器将与人类大脑相似，可以使用任意数字来表达数据，它的出现将掀起一场计算机革命，同时给人类提供创建人工智能的机会。

不同于拥有固定电阻的电阻器，忆阻器具有压敏电阻，必须有一个电阻根据电压情况进行可逆地改变。胡云行教授的团队使用了辉钼纳米片成功制成了忆阻器。与硅相比，辉钼的优势之一是体积更小，辉钼单分子层是二维的，而硅是一种三维材料。在一张0.65纳米厚的辉钼薄膜上，电子运动和在两纳米厚的硅薄膜上一样容易。而单层辉钼制造间带通道场效应的晶体管，在稳定状态下耗能更是比传统硅晶体管小10万倍。

另外，2012年，美国电气和电子工程协会邀约3位国际知名学者共同撰写了一篇《超越摩尔》，其中专章讲述了忆阻器。这种基础元器件将从根本上颠覆现有的硅芯片产业。忆阻器可让手机在使用数周或更久时间后无需充电，也可使笔记本电脑在电池电量耗尽后仍能保存信息。忆阻器也有望挑战数码设备中普遍使用的闪存，因为它具有关闭电源后仍可以保存信息的能力。辉钼忆阻器的出现将对现有的硅芯片发展带来全新的升级挑战。