该芯片包含许多“瓦片”。每个模块包含496个可编程晶体管,全部由10纳米厚的锗纳米线组成。
该研究的结果是设计,构建和使用具有这些“瓦片”的可编程芯片,这些“瓦片”在再现性和可扩展性方面与传统的半导体制造方法完全不同。研究人员使用最新技术设计和合成新的纳米线组件,这些组件展示了构建功能性电子电路所需的可重复性,并且可以完全升级,从而可以组装更大,更强大的纳米级处理器。
他们还证明,这些超薄纳米电路可以进行电气编程,以执行大量基本操作和逻辑功能。这种类型的纳米处理器的一个特征是低功耗和非易失性。
一旦纳米线晶体管被编程,就不需要施加任何电压来保存信息。将来,这种简单,低功耗的专用纳米控制器可用于微嵌入式系统,生物医学设备等。
然而,这种新概念的纳米处理器在短期内仍难以与传统的半导体制造技术竞争。该原型芯片具有面积为1.9平方微米的单晶体管,是32纳米CMOS技术的单晶体管面积的20倍以上。
该原型处理器代表了使用合成纳米级元件组装复杂计算电路的重大突破。同时,处理器还具有可编程功能,可实现基本的数学逻辑运算,如加法,减法,乘法,除法和锁存。
哈佛大学(Harvard University)首席科学家查尔斯·利伯(Charles M. Lieber)表示,这项工作代表了自下而上制造电路技术的复杂性和功能性的巨大飞跃,证明这与目前的商用处理器制造完全不同。可用于未来有效制造纳米处理器和其他集成系统的方法。
在过去10到15年间,科学家们一直在研究纳米线,碳纳米管和其他纳米结构,并且几乎组装了所有设备,但由于单个纳米结构性能的显着限制,最基本的电路已经不能开发成功。现在,这项最新研究完全克服了这一局限,并采用自下而上的方法构建了最基本的电路。
此外,纳米处理器中的电路在操作期间消耗非常少的功率。由于包括在纳米线组件中的晶体管开关是“永久的”,与常规微计算机电路中的晶体管不同,一旦纳米线晶体管被编程,它们就不需要任何额外的功率来保存它们的存储器。
Matt资深科学家James Ellen Bogen说,50多年前,物理学家Richard Feynman提出了纳米计算机的概念。新纳米处理器的成功开发是实现这一概念的重要里程碑。