科学家造出全球首个可编程纳米处理器

美国哈佛大学与MITRE公司日前共同宣布，双方科学家、工程师合作，已经制造出了全球首颗“可编程纳米处理器”。

根据他们本周发表在《自然》杂志上的论文描述，这款原型处理器代表着用合成纳米级元件组装复杂计算电路上重大突破。同时，该处理器还拥有可编程特性，可以实现加减乘除以及锁存等基本数学逻辑运算。哈佛大学负责该项目的首席科学家Charles M. Lieber表示，这项工作代表着自下而上方式制造电路技术在复杂性和功能上的一次飞跃，证明了这种与目前商用处理器制造方式截然不同的方法，未来可以用于有效的制造纳米处理器以及其他集成系统。

该芯片包含多个“瓦片”式的模块，每个模块包含496个可编程晶体管，全部由10纳米厚度的锗纳米线构成。此次研究展示的成果就是用这些“瓦片”设计、搭建和使用可编程芯片，其可复制性、可扩展性与传统的半导体制造方式截然不同。

研究者表示，过去10到15年中，科学家们一直都在试图用纳米线、碳纳米管或其他纳米结构打造哪怕最基本的电路。但由于单个纳米结构的差异性，这种努力一直难以成功。如今的成果则证明了这种自下而上的搭积木方式可以用于制造未来的电子设备。

此类纳米处理器的一大特色即低功耗和非易失性，一旦纳米线晶体管经过编程，不需要施加任何电压就可保持信息的存储。未来，这种简单、低功耗、专用型的纳米控制器可用于微型嵌入式系统、生物医药设备等。

不过，这样的新概念纳米处理器短期内还很难与传统半导体制造技术相竞争。该原型芯片单个晶体管的面积为1.9平方微米，是32nm CMOS技术制造芯片单个晶体管0.09平方微米面积的20倍以上。

值得一提的是，除了项目负责人Charles M. Lieber外，《自然》杂志这篇论文来自哈佛大学的另外四位作者均为华人或亚裔，分别是三位博士Hao Yan、SungWoo Nam和Yongjie Hu，以及一位在读博士Hwan Sung Choe。