采用碳納米管互連的首顆1GHz芯片面世
利用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的銅互連是實(shí)現(xiàn)速度更快的未來(lái)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(wú)法完善把納米級(jí)碳管制作在芯片上正確位置的方法。
現(xiàn)在，有一個(gè)研究小組認(rèn)為他們找到了解決問(wèn)題的答案。
最近，斯坦福大學(xué)與東芝公司合作，設(shè)計(jì)了全球第一個(gè)采用納米管作為互連的CMOS電路，該電路在TSMC制造。在1.1萬(wàn)晶體管芯片上構(gòu)建的256個(gè)環(huán)形振蕩器實(shí)現(xiàn)了1GHz的運(yùn)行速度，可與其它先進(jìn)的CMOS芯片媲美(如iPhone處理器運(yùn)行在700MHz)。
許多研究實(shí)驗(yàn)室正在研究采用納米管作為互連芯片，因?yàn)樗鼈兙哂斜茹~更高的電子遷移率，并且生長(zhǎng)的幾何尺寸更小。然而，斯坦福大學(xué)電氣工程教授PhilipWong表示，“我們實(shí)現(xiàn)了第一款以1GHz的商用速度運(yùn)行的數(shù)字芯片。”
該芯片被設(shè)計(jì)為具有一個(gè)缺失連接的環(huán)形振蕩器陣列。通過(guò)加入一只納米管來(lái)完成該電路，芯片證實(shí)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(zhǎng)5微米，直徑50-100納米(大約跟銅線的尺寸一樣)。將來(lái)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(jiǎn)化環(huán)形振蕩器的制造和測(cè)試，在芯片上所提供的復(fù)用電路讓每一個(gè)環(huán)形振蕩器能夠被分別尋址。納米管被放置在縫隙之間以實(shí)現(xiàn)一個(gè)環(huán)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(gè)自由漂浮的納米管。
然后，向環(huán)形振蕩器供應(yīng)交流電，從而吸引漂浮的納米管來(lái)精密地對(duì)準(zhǔn)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(lái)，供給那個(gè)環(huán)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(xiàng)研究工作得到了斯坦福大學(xué)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(guó)研究(加州圣何塞)公司工程師BipulPaul的幫助。
現(xiàn)在，有一個(gè)研究小組認(rèn)為他們找到了解決問(wèn)題的答案。
最近，斯坦福大學(xué)與東芝公司合作，設(shè)計(jì)了全球第一個(gè)采用納米管作為互連的CMOS電路，該電路在TSMC制造。在1.1萬(wàn)晶體管芯片上構(gòu)建的256個(gè)環(huán)形振蕩器實(shí)現(xiàn)了1GHz的運(yùn)行速度，可與其它先進(jìn)的CMOS芯片媲美(如iPhone處理器運(yùn)行在700MHz)。
許多研究實(shí)驗(yàn)室正在研究采用納米管作為互連芯片，因?yàn)樗鼈兙哂斜茹~更高的電子遷移率，并且生長(zhǎng)的幾何尺寸更小。然而，斯坦福大學(xué)電氣工程教授PhilipWong表示，“我們實(shí)現(xiàn)了第一款以1GHz的商用速度運(yùn)行的數(shù)字芯片。”
該芯片被設(shè)計(jì)為具有一個(gè)缺失連接的環(huán)形振蕩器陣列。通過(guò)加入一只納米管來(lái)完成該電路，芯片證實(shí)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(zhǎng)5微米，直徑50-100納米(大約跟銅線的尺寸一樣)。將來(lái)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(jiǎn)化環(huán)形振蕩器的制造和測(cè)試，在芯片上所提供的復(fù)用電路讓每一個(gè)環(huán)形振蕩器能夠被分別尋址。納米管被放置在縫隙之間以實(shí)現(xiàn)一個(gè)環(huán)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(gè)自由漂浮的納米管。
然后，向環(huán)形振蕩器供應(yīng)交流電，從而吸引漂浮的納米管來(lái)精密地對(duì)準(zhǔn)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(lái)，供給那個(gè)環(huán)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(xiàng)研究工作得到了斯坦福大學(xué)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(guó)研究(加州圣何塞)公司工程師BipulPaul的幫助。
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