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日報道 據(jù)英國《新科學家》周刊網(wǎng)站12月16日報道，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的計算機芯片制造方法，只需利用液體在微小結(jié)構(gòu)中流動的基本物理學原理。
美國北卡羅來納州立大學的馬丁·蘇奧說：“目前在美國制造電子器件和新建芯片制造廠的入門費用，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。這些微粒便會呈現(xiàn)出每個模具的形狀和大小，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。這會引發(fā)化學反應(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，研究團隊應(yīng)該能夠擴大這種方法的規(guī)模，構(gòu)建芯片內(nèi)更大、更復(fù)雜的組件。
報道稱，當前的半導(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格和勞動力成本的限制。
蘇奧說：“如果我們將其自動化——這是我們正在探索的事情——使用機械手臂來完成這項工作，那么成本幾乎會降到零。”
美國密歇根大學的尼古拉斯·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單性，并指出其具有內(nèi)在的可擴展性和巧妙性。
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)這一工藝申請兩項獨立的專利，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：“你可以讓全國各地的人幫助你把東西組裝起來，而不用集中在一個地方進行生產(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）
