IBM 科学家利用 DNA 自组装技术制造更快、更便宜的芯片

下一代半导体技术可以借鉴大自然的经验,让 DNA 来承担繁重的任务。IBM 的一丝不苟的研究人员,为了不打破摩尔定律,已经找到了一种方法,将光刻图案与 DNA 自组装相结合,以创建半导体,这些半导体能够自组装成比传统制造的芯片更小、更高效、更便宜的芯片。

在硅芯片表面构建微电路是一个非常精确且成本高昂的过程,而将越来越多的电路集成到越来越小的芯片上的努力,已经推高了计算能力提升的成本。但 IBM 团队与加州理工学院的研究人员合作,认为他们找到了一种方法,可以引导 DNA 分子自组装必要的纳米结构,从而在更少的硅上集成更高的计算能力,而无需动用大量昂贵的机器。

DNA 折纸(一种使用较短的“ the staple ”链来折叠长链 DNA 的技术)很难控制,通常发生在溶液中,并且会随着自身的意愿弯曲,而不是形成构建纳米级电路所需的、高度有序的图案。研究人员利用电子束光刻技术,在硅和其他芯片制造材料上创建了特殊的结合位点。这些结合位点以有利于微电路的方式进行图案化,形成一个晶格,DNA 分子可以在其上以预定的方式进行自组装。DNA 纳米结构反过来又充当一个支架,在其上可以构建其他纳米结构——碳纳米管、纳米线等——其规模远小于传统加工方法可实现的规模。

如果研究人员能够将这项技术扩展到大规模生产芯片(他们已经在制造微小的纳米汽车零件),他们将能够比现在便宜得多地生产出更多的计算能力。这正是“物超所值”的准确定义,它可能开启计算的新时代。不过,现在还不要扔掉你的旧台式电脑;该团队仍需要数年时间来完善该工艺并扩大技术规模以进行大规模生产。

Nature 支付 通过 PhysOrg, FT

 

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