柔性材料制造的微处理器问世

来源:未知日期:2017/08/22 17:18 浏览:
据报道,研究人员用类似于石墨烯的二维材料制造出微处理器░,有些人认为░,这种神奇的弹性导电材料可能会给电池•●、传感器•●、芯片设计带来革命性的变化。处理器只有115个晶体管░,从测试标准上看它并没有什么惊人的░,不过维也纳科技大学的研究人员在报告中表示░,这是第一步░,标志着我们朝着2D半导体微处理器前进了第一步。
二维材料有一个优点:非常灵活░,也就是说它可以轻易放进可穿戴设备•●、联网传感器░,而且还不容易损坏。比如我们如果掉了手机░,手机会弯曲░,而不是破碎。
其实░,现在的半导体和屏幕已经相当薄了░,不过它们依赖材料的三维物理特性。如果将硅圆晶弯曲░,它就会破裂。维也纳科技大学使用石墨烯等2D材料或者过渡金属硫族化合物░,它们是真正的二维材料░,是用晶体制造的░,只有一层原子或者分子的厚度░,所以可以弯曲。
过渡金属硫族化合物是一种混合物░,包含了过渡金属░,比如钼•●、钨和硫族元素。和石墨烯一样░,过渡金属硫族化合物形成层░,不过它和石墨烯不同░,化合物能够像金属一样导电░,它们属于半导体░,这种特性对于柔性芯片设计师来说是一个好消息。
研究人员用二硫化钼制造微处理器。他们在硅基片上放置2个层░,层的厚度与分子差不多░,上面刻有电路设计░,然后用氧化铝层分开。报告称:“基片只是作为介质载体存在的░,没有其它功能░,所以可以用玻璃或者其它材料替代░,包括柔性基片。”
最近推出的英特尔芯片都采用了64位技术░,它可以理解成百上千条不同的指令░,具体是多少要看你是怎样计算的░,它包括了几亿个晶体管。
维也纳科技大学开发的微处理器一次只能处理1位数据░,只能理解4种指令(NOP•●、LDA•●、AND•●、OR)░,电路宽2微米░,比最新的英特尔处理器和ARM处理器宽了100倍。
研究人员说░,如果继续开发░,可以让微处理器变得更复杂░,同时缩小尺寸。在制造时░,研究人员刻意选择了大尺寸░,这样二硫化钼薄膜不容易穿洞•●、破裂或者污染░,用光学显微镜检查结果时也会更容易一些。
报告称:“我们认为░,将1位变成多位数据没有任何障碍。”唯一的挑战在于降低瞬变电阻░,用亚微米工艺制造面临这样的挑战。
并不是说制造就很容易。虽然制造子单位的良率很高░,大约80%的算术逻辑运算单元都可以正常运行░,但是因为它采用的是无故障容错设计░,所以只有很少的一部分成品设备可以正常使用。
为了解决良率问题░,商务微处理器制造商引进了芯片设计?░,用不同的速度测试。芯片的运行速度越高成本也越高░,错误的子组件可以永久禁用░,这种芯片同样可以出售░,只是性能没有那么强。
英特尔从4004芯片(4位中央处理器░,46条指令)发展到最新的x86 Kaby Lake用了整整46年░,一路上整个产业都在不断了解微制造技术░,相比而言柔性半导体研究的进步速度还是算快的。(来源:高端装备网)
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