MIT研制出最大碳纳米管芯片RV16X-NANO

一直以来，在芯片领域，业内普遍认为未来能够替代硅技术的当属碳纳米管（CNT），因为从理论上来看，采用碳纳米管的芯片可以比硅基芯片在速度和功耗上有5—10倍的优势。也因此，自碳纳米技术问世以来，学术界从来没有放弃对它的研究。

最近，这项技术又有了最新的突破。

当地时间8月28日，《Nature》上发表了一项来自MIT的Gage Hills等人的研究成果，即碳纳米管芯片制造领域的一项重大进展：一个完全由碳纳米晶体管构成的16位微处理器。这是迄今为止最大的碳纳米管芯片。

图片来源：MIT News

据悉，这款处理器名为RV16X－NANO，依据行业标准的工艺流程进行设计和制造。它采用了14000多个碳纳米场效应管（CNFET），基于RISC－V指令集，可在16位数据和地址上运行标准的32位指令，可以完全替代同类型的商用处理器。

值得一提的是，RV16X－NANO最大的亮点在于Hills及同事对制造方法的改进，现在70多页的制作工艺细节均已发表。

首先，为了以防晶体管无法正常工作，他们利用一种剥落工艺防止碳纳米管聚合在一起。此外，通过细致的电路设计（减少了金属型碳纳米管而非半导体型碳纳米管的数量，后者的存在不会影响电路的功能），他们还克服了一些和碳纳米管杂质相关的问题。这些都为未来碳纳米管的商业落地提供了思路。

在测试中，RV16X－NANO成功执行了一个程序，生成消息：“Hello， World！ I am RV16XNano， made from CNTs”，这也预示着碳纳米管走向商用的第一步。

世界范围内，最早实现碳纳米管器件制备的是IBM，其在2014年成功制备出碳纳米管20nm栅长器件，不过，该器件性能比预期差很多。后来，也有各类实验室号称制备出1nm栅长的碳纳米管器件，但更多的只是噱头，实际使用性能很差。2017年，北京大学的彭练矛－张志勇研究团队在探索5nm栅长的碳纳米晶体管上获得进展，该研究成果曾发表于《Science》杂志上。