MIT研制出最大碳納米管芯片RV16X-NANO，發(fā)表70多頁(yè)制作工藝細節

RV16X-NANO是一個(gè)16位處理器，它采用了14000多個(gè)碳納米場(chǎng)效應管（CNFET），基于RISC-V指令集，可在16位數據和地址上運行標準的32位指令。

一直以來(lái)，在芯片領(lǐng)域，業(yè)內普遍認為未來(lái)能夠替代硅技術(shù)的當屬碳納米管（CNT），因為從理論上來(lái)看，采用碳納米管的芯片可以比硅基芯片在速度和功耗上有5—10倍的優(yōu)勢。也因此，自碳納米技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，學(xué)術(shù)界從來(lái)沒(méi)有放棄對它的研究。

最近，這項技術(shù)又有了最新的突破。

當地時(shí)間8月28日，《Nature》上發(fā)表了一項來(lái)自MIT的Gage Hills等人的研究成果，即碳納米管芯片制造領(lǐng)域的一項重大進(jìn)展：一個(gè)完全由碳納米晶體管構成的16位微處理器。這是迄今為止最大的碳納米管芯片。

圖片來(lái)源：MIT News

據悉，這款處理器名為RV16X-NANO，依據行業(yè)標準的工藝流程進(jìn)行設計和制造。它采用了14000多個(gè)碳納米場(chǎng)效應管（CNFET），基于RISC-V指令集，可在16位數據和地址上運行標準的32位指令，可以完全替代同類(lèi)型的商用處理器。

值得一提的是，RV16X-NANO最大的亮點(diǎn)在于Hills及同事對制造方法的改進(jìn)，現在70多頁(yè)的制作工藝細節均已發(fā)表。

首先，為了以防晶體管無(wú)法正常工作，他們利用一種剝落工藝防止碳納米管聚合在一起。此外，通過(guò)細致的電路設計（減少了金屬型碳納米管而非半導體型碳納米管的數量，后者的存在不會(huì )影響電路的功能），他們還克服了一些和碳納米管雜質(zhì)相關(guān)的問(wèn)題。這些都為未來(lái)碳納米管的商業(yè)落地提供了思路。

在測試中，RV16X-NANO成功執行了一個(gè)程序，生成消息：“Hello, World! I am RV16XNano, made from CNTs”，這也預示著(zhù)碳納米管走向商用的第一步。

世界范圍內，最早實(shí)現碳納米管器件制備的是IBM，其在2014年成功制備出碳納米管20nm柵長(cháng)器件，不過(guò)，該器件性能比預期差很多。后來(lái)，也有各類(lèi)實(shí)驗室號稱(chēng)制備出1nm柵長(cháng)的碳納米管器件，但更多的只是噱頭，實(shí)際使用性能很差。2017年，北京大學(xué)的彭練矛-張志勇研究團隊在探索5nm柵長(cháng)的碳納米晶體管上獲得進(jìn)展，該研究成果曾發(fā)表于《Science》雜志上。

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