芯片制造商現(xiàn)在面臨一定的困難，它們要用更小的制程制造更快的CPU，正因如此，芯片企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始尋找“硅”的替代品，比如碳納米管，最近，碳納米管技術(shù)取得了重要突破。
　　美國(guó)威斯康星大學(xué)（University of Wisconsin-Madison）的科學(xué)家最近宣布，他們成功開(kāi)發(fā)出碳納米晶體管，其性能大大超越現(xiàn)有的硅晶體管，它所通過(guò)的電量比晶體管高了1.9倍?？茖W(xué)家表示，碳納米管晶體管超越硅晶體管，這還是第一次。
　　最近，碳納米管內(nèi)存已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始投入生產(chǎn)，這是一個(gè)振奮人心的消息，如果美國(guó)威斯康星大學(xué)的研究能夠推廣，NRAM內(nèi)存就可以與碳納米管CPU搭配使用。
　　要校準(zhǔn)納米管在圓晶上的位置、保證其純度是一大挑戰(zhàn)，威斯康星大學(xué)在這方面取得了重大進(jìn)展。研究人員稱(chēng)，消除金屬雜質(zhì)是一大關(guān)鍵，因?yàn)樗鼤?huì)破壞碳納米管的半導(dǎo)體性能。
　　項(xiàng)目主管邁克爾·阿諾德（Michael Arnold）指出：“我們發(fā)現(xiàn)在某些特定條件下幾乎不會(huì)形成金屬納米管，金屬納米管出現(xiàn)的機(jī)率只有0.01%。”
　　從理論上講，未來(lái)碳納米晶體管的性能可以比硅高5倍，換言之，如果用在設(shè)備中，它的能耗比硅晶體管低5倍。一旦技術(shù)真正投入使用，就可以開(kāi)發(fā)出更強(qiáng)大的處理器、讓無(wú)線通信速度更快、提高便攜設(shè)備的續(xù)航能力。
　　阿諾德評(píng)價(jià)稱(chēng)：“制造碳納米晶體管，讓它的性能超越硅晶體管，這是一個(gè)重大的里程碑。將碳納米管用于邏輯、高速通信及其它半導(dǎo)體電子技術(shù)是長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，碳納米晶體管的性能取得突破，這是通往目標(biāo)的關(guān)鍵一步。”
　　當(dāng)然，科學(xué)家的工作并沒(méi)有結(jié)束，他們需要改進(jìn)技術(shù)，使之可以用于商業(yè)生產(chǎn)。IBM曾經(jīng)表示，在2020年左右我們可能就會(huì)看到碳納米管CPU。由于碳納米管更具彈性，它可以用在各種柔性、可伸縮電子產(chǎn)品中。
　　在內(nèi)存方面，富士通最近宣布，如果進(jìn)展順利將于2018年推出碳納米管NRAM。
　　摩爾定律快要失效，為了增加晶體管密度，半導(dǎo)體企業(yè)面臨無(wú)數(shù)的挑戰(zhàn)。硅晶體管開(kāi)始向極限接近，材料科學(xué)變得越來(lái)越重要。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一致認(rèn)為，硅晶體管的制程最低可以達(dá)到5納米左右，研究人員必須向新材料投資，用來(lái)替代硅。
碳納米晶體管性能首次超越硅晶體管！ 　　碳納米管很有希望，但是它已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室沉寂了幾十年，因?yàn)樘技{米管的應(yīng)用面臨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)。盡管如此，碳納米管的研究仍然在繼續(xù)。
　　到底什么是碳納米管？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，碳納米管是由碳層（一層只有一個(gè)原子厚）組成的，它們卷成管子，直徑介于1納米至2納米之間。在人類(lèi)的認(rèn)識(shí)范圍內(nèi)，碳納米管是導(dǎo)電性能最強(qiáng)的材料之一，研究人員認(rèn)為單根碳納米管的性能比常規(guī)硅晶體管高5倍。
　　雖然碳納米管的性能強(qiáng)大，但是要在如此小的尺寸內(nèi)清除雜質(zhì)是一大挑戰(zhàn)，即使只有一個(gè)金屬雜質(zhì)體，碳納米管的性能也會(huì)大受影響，比如它可能會(huì)導(dǎo)致短路。為了解決此問(wèn)題，研究人員發(fā)明了一種新技術(shù)，他們用高分子聚合物清除雜質(zhì)。
　　接下來(lái)研究人員需要將細(xì)小的碳納米管統(tǒng)一排列，緊密結(jié)合，他們開(kāi)發(fā)了一種名為“流動(dòng)蒸發(fā)自組裝（floating evaporative self-assembly）”的技術(shù)，可以在1X1英寸的圓晶上排列碳納米管?，F(xiàn)有制造廠需要進(jìn)一步研發(fā)，讓該技術(shù)用在更大的圓晶上。