近期,有消息称,维也纳科技大学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。