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采用碳納米管互連的首顆1GHz芯片面世

時間：2008-02-25

來源：中國傳動網

導語：1.1萬晶體管芯片上構建的256個環形振蕩器實現了1GHz的運行速度，可與其它先進的CMOS芯片媲美（如iPhone處理器運行在700MHz）。

編者按：利用CMOS工藝實現的銅互連是實現速度更快的未來芯片所面臨的瓶頸。一種解決方案可能就是采用具有更高電子遷移率的碳納米管。然而，迄今為止，研究人員一直無法完善把納米級碳管制作在芯片上正確位置的方法。現在，有一個研究小組認為他們找到了解決問題的答案。 最近，斯坦福大學與東芝公司合作，設計了全球第一個采用納米管作為互連的CMOS電路，該電路在TSMC制造。在1.1萬晶體管芯片上構建的256個環形振蕩器實現了1GHz的運行速度，可與其它先進的CMOS芯片媲美（如iPhone處理器運行在700MHz）。 許多研究實驗室正在研究采用納米管作為互連芯片，因為它們具有比銅更高的電子遷移率，并且生長的幾何尺寸更小。然而，斯坦福大學電氣工程教授PhilipWong表示，“我們實現了第一款以1GHz的商用速度運行的數字芯片。” 該芯片被設計為具有一個缺失連接的環形振蕩器陣列。通過加入一只納米管來完成該電路，芯片證實了可用納米管替代銅線的生存能力。所采用的納米管為多壁型，長5微米，直徑50-100納米（大約跟銅線的尺寸一樣）。將來的版本可以采用單壁納米管以及1納米的直徑。該芯片的面積為1/100英寸。 為了簡化環形振蕩器的制造和測試，在芯片上所提供的復用電路讓每一個環形振蕩器能夠被分別尋址。納米管被放置在縫隙之間以實現一個環形振蕩器電路，所采用的嶄新方法把一種溶液飄浮在芯片上以懸起幾千個自由漂浮的納米管。 然后，向環形振蕩器供應交流電，從而吸引漂浮的納米管來精密地對準電路中的縫隙。一旦納米管嵌入到位把特殊的縫隙橋接器來，供給那個環形振蕩器的交流電就被切斷。溶液然后被去除，芯片被容許變干。 這項研究工作得到了斯坦福大學電氣工程博士候選人GaelClose，東芝公司工程師ShinichiYasuda和ShinobuFujita以及東芝美國研究（加州圣何塞）公司工程師BipulPaul的幫助。
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