计算机芯片能有多小
综合报道
计算机芯片到底能有多小？哈佛大学的教授查尔斯·利勃教授最新的成果或许可以解答这个问题。
原来芯片可以更小的
在6月28日出版的美国《自然》杂志上，利勃教授发表文章称，他的实验室的最新研究成果，使得用纳微电路连接晶体管成为可能，从而能够进一步研制出最新一代的微型电子芯片。
尽管在此之前，科学家们已经能够把单个晶体管缩小到纳米级别，但这些晶体管之间，却不得不用传统的导线进行连接，而这些传统导线的体积，是纳米晶体管的数百倍。这样，纳米晶体管和计算机芯片体积二者之间，就无法实现正比，纳米晶体管的部分优势也就随之丧失了。而能改变这种情况的，就是利勃教授所说的纳微电路。
利勃解释说，晶体管的结构如同三明治──在两片导电材料夹着一片半导体材料。利勃利用一种巧妙的方法同时制作出晶体管以及它们之间的导线：他将宽度适宜的条状遮蔽物有间隔地横向搭在纳米硅导线上，接着用镍蒸气吹纳米导线，结果可想而知：未被遮蔽的纳米导线部分与镍反应生成镍硅化合物(导电材料)，而被遮蔽的硅导线部分则没有变化(半导体材料)。一条纳米硅导线就变成了一串晶体管。
这样，计算机芯片的体积大大缩小了。有科学家透露，现有技术下最小的纳米芯片，已经可以达到人的头发直径的八万分之一。
纳米计算一大步
利勃教授的实验室是世界上少数几个正在研究纳米电子学的实验室之一。从上个世纪末，他就开始了利用纳米导线来改造计算机电路的研究。
“这真是一个激动人心的时代。”谈起自己的研究工作时，利勃教授每每压抑不住自己的激动。“我的学生们夜以继日地工作，我也是发狂一样地工作，我这辈子从来没有这么努力地工作过。”
他所说的“激动人心的时代”，就是纳米计算机时代。从上个世纪末，科学家们开始致力于纳米计算机的研究。
纳米计算机是利用纳米晶体管来代替硅芯片制造计算机，它的体积远比传统计算机小，而运算能力则大大加强。因此被认为是继硅芯片计算机之后，计算机行业又一次重大革命。
2001年，贝尔实验室的科学家研究出了纳米晶体管，这些晶体管的大小仅仅是普通沙粒的100万分之一。
也正是在这一年，利勃教授的弟子──加州大学伯克利分校的化学家杨培东带领一个研究小组，在纳米导线领域取得突破，制出的纳米导线直径为十几纳米，相当于一张纸厚度的万分之一。
到利勃教授的纳微电路问世，人类向着纳米计算机时代又前进了一大步。
让计算机无处不在
根据科学家们的估计，纳米计算机的运算速度将是现在硅芯片计算机的1.5万倍，而纳米超级计算机的运算速度将更为惊人──将是目前大多数超级计算机的10亿倍。
更重要的是，一旦纳米计算机量产，计算机体积大大缩小，在我们的生活中，计算机将无处不在：嵌入衣服的计算机会告诉洗衣机应当用什么水温洗涤；嵌在笔中的计算机会在墨水即将用完的时候提醒你；装有纳米计算机芯片的电灯可以完全实现智能化，根据居室的自然照明情况自动调节亮度……
“尽管真正意义上的微型计算机还需几年时间才能制成，但纳米技术在计算机领域的应用意味着今后人们的日常生活将发生巨大的变化”， 《自然》杂志资深编辑菲尔·斯组罗米对纳米计算机的评价代表了科学家们共同的心声：纳米计算技术具有“无穷无尽”的潜力。这，或许是利勃这样的科学家致力于纳米计算机研究的真正动力。
注：纳米的表示符号为“nm”，1纳米等于10-9米，大约是氢原子直径的10倍。
纳米技术是上个世纪90年代出现的一门新兴技术。它在0.10～100纳米尺度的空间内，研究电子、原子和分子的运动规律和特性，最终让人类按照自己的意愿操纵单个原子和分子，以实现对微观世界的有效控制。