多年以来,科学家们一直致力于研究制造更小的硅晶体管的方法,但目前为止,似乎所有的研究成果都脱离不了举世闻名的摩尔定律的范畴。即随着科技的发展,平方英寸芯片的晶体管数目每过18个月就将增加一倍,成本则下降一半,也就是说,计算机芯片的运算能力每18个月就会翻一番。

  如今,新的曙光出现了。上星期,美国普林斯顿大学的研究人员表示,一种新的芯片制作工艺可望突破摩尔定律。该研究小组组长、电力工程师斯蒂芬﹒周表示,该研究小组发现了一种新的制造工艺,有可能打破摩尔定律,只是“目前尚没有有力的科学的证据来证明”。

  密度增加100倍

  周的新技术就是采用激光技术在硅晶片上绘制出超微缩的电路图,从而制造出更先进的芯片。该研究小组表示,这种成本更低、制造速度更快、也更卫生的芯片制造技术可以在芯片上安装更多的微缩晶体管,从而使未来的计算机处理速度大幅度增加。

  他们表示,该技术可以在减少生产过程和费用的同时,把硅芯片上晶体管的密度增加100 倍。 这项新技术被称为“ 激光直接输入”( LADI)。

  尽管周领导的研究小组已经透露了这个震惊业界的消息,但半导体工业的专家们却似乎并没有表露出应有的兴奋。

  “可能他有一些好主意”, 阿伯丁组织的半导体分析人士俄国人克雷格表示,“目前业内人士正努力使用130纳米技术进行工作,而最新型的研究成果也不过能使用90纳米技术,如果能研究出10 纳米技术当然是非常有用的了”。克雷格又说,“如果该技术真的可行,那么我想Intel、得克萨斯研究所以及所有业内人士都会欢呼雀跃的”。

  新芯片的新特点—更小、更便宜、更卫生

  当前广泛应用的芯片制造工艺主要是“蚀刻”技术,它类似于传统的铜雕工艺,即在硅晶片上覆盖一个感光性能极强的聚合体模具,再用专门技术将硅芯片晶体管的电路图聚焦到模具上,通过感光绘制出电路图。

  但是,随着微处理器尺寸的不断减小,新的芯片蚀刻工艺在电路模板的绘制、蚀刻光线的投影等方面要求必须达到越来越高的几何精度,因此,也就变得更加困难。其中最大的困难就是如何用比130纳米更小的技术绘制芯片晶体管电路图,同时,如果采用更小的微缩部件,技术成本也将成几何级增加。

  “ 激光直接输入”( LADI)技术主要是首先压缩石英模块,在模块上绘制出芯片制造商设计的电路图(凸起部分),然后压上硅芯片,并用强激光光束进行大约200亿分之一秒的照射。这样,硅芯片表层开始短暂融化,并迅速在石英模块上凝固,就可制成合适的电路图。

  据有关方面的消息,这种新技术能在很短时间内绘制出10纳米单位的电路图,并可望把100平方厘米芯片的价格降低到50美分左右。

  另据推测,新的LADI技术因为摈弃了传统芯片制造技术中的许多程序,因此新芯片将变得更加便宜,生产流程也将更快。传统的“蚀刻”工艺可能需要20分钟才能生产一块芯片,而LADI可能仅仅需要25万分之一秒。另外,LADI技术还不需要大量有污染性的化学原料,在一定程度上减少了浪费。众所周知,芯片制造过程中的环境污染问题一直是目前芯片制造商们最头疼的问题之一。

  “科学地说,人们目前仍正在尝试理解该技术的工作原理”,斯蒂芬﹒周表示,“因为它实在是太惊人了”。