IBM受人脑启发研制新型半导体工艺 有望创建全新微处理器

 根据摩尔定律，未来半导体仍将年复一年地不断改进。而IBM公司可能已经率先从人脑获得启发，用以创造其最新的微芯片。

3月21日，IBM公司宣布，该公司在原子尺度使用数滴离子液改善了半导体性能。当前的半导体通常需要电才能工作。

根据IBM公司的新方法，这些半导体能够通过离子液充电，甚至模仿人脑工作的方式。使用这种新方法，IBM公司终有一天将能制出更低能耗、更高效率的芯片。这些芯片甚至能对今天移动装置的电池寿命产生深远的影响。IBM公司已经将这一新工艺发表在《科学》杂志上。

IBM公司的研究人员parkin博士表示：“我们在原子尺度上理解和控制事物的能力使我们能够设计出新的材料和器件，并能以与硅基信息技术完全不同的原理工作。摆脱今天基于充电的器件，转换为使用小的离子流来充电的器件，颠覆了对物质状态的控制方式，这对新型移动装置极具潜力。基于新型三维架构的这些器件和概念能打破信息产业的技术壁垒。”

该工艺的核心是一立方毫米大小的一种离子电解液。这种小液滴能在正负电荷之间转化，从而给予半导体进行计算的电能。这种液体工艺也将允许未来芯片制造商生产更小的半导体器件。尽管摩尔定律已经准确预言了计算技术进步的方式，每代产品的晶体管数量翻倍，但很快就将达到物理极限。这种新技术能消除这些壁垒并允许技术继续当前的缩减尺寸的方式发展。

IBM公司的研究人员也观察到，即使电能已经在半导体器件上消耗掉了，一滴离子液仍能保持一种稳定的金属态。这是一种能够以更高效率和事件驱动的方式存储数据的现象。这意味着，即使能量消耗殆尽，存储在器件上的数据也能安全存储。研究人员也发现直到被施加相反的电荷，离子液才改变其负或正的状态。这是一种事件驱动的行为，能让未来的半导体更为稳定。

Parkin博士表示，“我们正使用由电信号生成的微小离子流来改变这些氧化材料的物质状态。这意味着能通过打开或关闭它们的导电状态来构建低能耗、高效率的器件。我们将这种材料转变为金属，并且维持其状态而不需要提供能量。”

IBM公司的研究并不是期望替代硅，而是要创造一种全新的处理器。这些离子处理器在效率和稳定性方面具有优势，parkin博士表示，电流流经离子液的速度要远慢于电流在硅器件中的速度。