英媒：液態(tài)金屬自組裝芯片技術(shù)問世
英媒：液態(tài)金屬自組裝芯片技術(shù)問世
來源：參考消息網(wǎng)
參考消息網(wǎng)12月19日?qǐng)?bào)道 據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》周刊網(wǎng)站12月16日?qǐng)?bào)道，由液態(tài)金屬顆粒自行組裝的電子器件可以提供一種更廉價(jià)的計(jì)算機(jī)芯片制造方法，只需利用液體在微小結(jié)構(gòu)中流動(dòng)的基本物理學(xué)原理。
美國(guó)北卡羅來納州立大學(xué)的馬丁·蘇奧說：“目前在美國(guó)制造電子器件和新建芯片制造廠的入門費(fèi)用，往往需要數(shù)十億美元。這不便宜。”
蘇奧及其同事首先利用有機(jī)溶液從銦、鉍和錫的合金中提取帶電離子，制造出一種碳、氧和金屬原子混合物。然后，讓這種液體流入由排列成圖案的微小通道組成的模具中。這些微粒便會(huì)呈現(xiàn)出每個(gè)模具的形狀和大小，形成復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)。一旦這些結(jié)構(gòu)完全組裝好，研究人員就拆除模具并將它們加熱。這會(huì)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，將微粒整合成不同的材料。最終的結(jié)構(gòu)由包裹在碳基石墨烯片中的半導(dǎo)體金屬氧化物組成，成為電子器件的完美構(gòu)建模塊。
研究人員表明，他們可以利用這種技術(shù)形成各種形狀，包括層層重疊的一排排導(dǎo)線形成的交叉圖案。然后，他們演示了這些模塊如何像晶體管和二極管一樣發(fā)揮作用。晶體管和二極管是芯片內(nèi)的微小電子開關(guān)元件。利用模具還可以打造微米甚至納米大小的更復(fù)雜形狀。蘇奧說，研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該能夠擴(kuò)大這種方法的規(guī)模，構(gòu)建芯片內(nèi)更大、更復(fù)雜的組件。
報(bào)道稱，當(dāng)前的半導(dǎo)體制造技術(shù)使用高功率激光器在硅芯片層中蝕刻互連圖案，這一工藝通常需要建造價(jià)值數(shù)十億美元的工廠(稱為晶圓廠)，并配備昂貴的設(shè)備。相比之下，自行組裝電子器件的方法僅受到模具價(jià)格和勞動(dòng)力成本的限制。
蘇奧說：“如果我們將其自動(dòng)化——這是我們正在探索的事情——使用機(jī)械手臂來完成這項(xiàng)工作，那么成本幾乎會(huì)降到零。”
美國(guó)密歇根大學(xué)的尼古拉斯·科托夫說，一些需要多層結(jié)構(gòu)的芯片設(shè)計(jì)仍需要使用不同的工藝制作。他稱贊了這種自行組裝工藝的簡(jiǎn)單性，并指出其具有內(nèi)在的可擴(kuò)展性和巧妙性。
科托夫說：“我們需要各種各樣的芯片。這種方法為高質(zhì)量半導(dǎo)體作為生物傳感器的潛在大規(guī)模應(yīng)用打開了大門。”
研究人員正在根據(jù)這一工藝申請(qǐng)兩項(xiàng)獨(dú)立的專利，并希望與半導(dǎo)體制造企業(yè)建立伙伴關(guān)系。
蘇奧設(shè)想，未來人們能以更分散的方式建立芯片生產(chǎn)線，而無需建造龐大的集中式工廠。他說：“你可以讓全國(guó)各地的人幫助你把東西組裝起來，而不用集中在一個(gè)地方進(jìn)行生產(chǎn)，比如硅谷或這里(北卡羅來納州)的研究三角公園城。”（編譯/盧荻）
