盡管進(jìn)一步縮小晶體管的尺寸面臨著技術(shù)上的挑戰(zhàn)，但研究人員仍在不斷努力克服這些難題，盡力延長晶體管技術(shù)的壽命。

據(jù)美國媒體報(bào)道，電腦有了新型晶體管，同時(shí)計(jì)算機(jī)晶體管技術(shù)又向微觀世界躍進(jìn)了一步?？茖W(xué)家發(fā)明了一種可用來模仿人類大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的新型晶體管(NOMFET)，最終目的是研制出可像人類那樣能思考的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。此種新型晶體管是目前首個(gè)可模仿大腦細(xì)胞(或稱神經(jīng)元)之間實(shí)行交互作用的關(guān)鍵過程的電子設(shè)備。

越做越小的晶體管

法國電子學(xué)、微電子學(xué)及納米技術(shù)研究所研究人員多米尼克#8226;維堯姆說，科學(xué)家的目標(biāo)是研制出納米級(jí)別電路，以制造出能模擬人類大腦神經(jīng)元的新型電腦。它能勝任傳統(tǒng)電腦所不能的工作，如圖像的處理及識(shí)別等。

突觸晶體管模仿的是神經(jīng)元之間的細(xì)微橋梁突觸——它是大腦的關(guān)鍵組成部分。神經(jīng)元產(chǎn)生一小股電脈沖，并將神經(jīng)傳遞素這種化學(xué)物質(zhì)釋放到突觸內(nèi)。神經(jīng)傳遞素在突觸之間活動(dòng)，從而引發(fā)相連神經(jīng)元之間的交互反應(yīng)。電脈沖的頻率決定了神經(jīng)元所發(fā)出的化學(xué)信號(hào)的強(qiáng)弱。大多數(shù)情況下，對(duì)神經(jīng)元的不斷刺激會(huì)引發(fā)強(qiáng)烈的反應(yīng)，但對(duì)某些神經(jīng)元不斷刺激反而會(huì)抑制它們的反應(yīng)。神經(jīng)元具有的這種適應(yīng)性被稱為短期神經(jīng)可塑性。

以前的仿大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要7個(gè)晶體管才能模擬出這種短期神經(jīng)可塑性。新型晶體管產(chǎn)生以后，模擬短期神經(jīng)可塑性則只需一個(gè)晶體管就行。晶體管越小適應(yīng)性越好，這很重要，因?yàn)槟芙档腿斯ね挥|的造價(jià)及制造難度，同時(shí)也就能大大提高人工突觸的數(shù)量。

維堯姆的小組研制出的新型晶體管能模擬具有短期神經(jīng)可塑性的人類神經(jīng)元，從而產(chǎn)生或強(qiáng)或弱的電流輸出，相對(duì)傳統(tǒng)的晶體管無疑更具可塑性。

推動(dòng)計(jì)算機(jī)晶體管技術(shù)前進(jìn)的還有著名材料科學(xué)家弗朗西斯#8226;羅斯。IBM的這位研究員正培育一大堆蘑菇形狀的硅納米線，此線有望成為制造新型電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料。納米線是一種有前途發(fā)展的材料。它也是材料科學(xué)轉(zhuǎn)型的范例之一，科學(xué)家正在努力制造出比目前的晶體管體積更小、速度更快、能力更強(qiáng)的新一代電子開關(guān)器件。

晶體管

到底能做多小

晶體管是由電源控制的一種開關(guān)裝置。這個(gè)開關(guān)裝置處于接通狀態(tài)時(shí)，代表著1;它關(guān)閉時(shí)，代表著0。這種0和1是計(jì)算機(jī)最基本的語言。50多年來，在摩爾定律的引領(lǐng)下，晶體管變得越來越小、越來越便宜。

困擾研究人員的問題是現(xiàn)在晶體管小型化已達(dá)到物理極限?，F(xiàn)代的晶體管以數(shù)十億的數(shù)量級(jí)別被應(yīng)用于制造微型處理器和存儲(chǔ)器芯片。這些晶體管構(gòu)建在一個(gè)硅片的表面上，采用的制造工藝首先要把材料精密地堆起來，然后精確地蝕刻出各種不同的絕緣材料、導(dǎo)體材料及半導(dǎo)體材料。這種工藝的精確度非常高，已接近具備排列單個(gè)原子的能力。

如今，一個(gè)高端的英特爾CPU由十幾億個(gè)晶體管構(gòu)成，每個(gè)晶體管每秒鐘可接通或斷開約3000億次，且排列得非常緊密?，F(xiàn)在芯片生產(chǎn)工藝還在不斷進(jìn)步，比如微型處理器芯片采用的晶體管最小尺寸正在由45納米升級(jí)到32納米。然而，這種技術(shù)升級(jí)方式很難持續(xù)下去。幾年來很多計(jì)算機(jī)科學(xué)家警示，日益增加的技術(shù)難題要解決。不過，科學(xué)家仍在不斷努力。

IBM公司首席芯片設(shè)計(jì)師布拉德#8226;麥克雷迪說:“研究人員和業(yè)務(wù)主管稱晶體管尺寸微縮技術(shù)可繼續(xù)一段時(shí)間。英特爾公司也認(rèn)為，通過把更加先進(jìn)的照相平版印刷技術(shù)與新型材料相結(jié)合，改變晶體管的設(shè)計(jì)，可使晶體管尺寸最小壓縮到5納米。今后10年可有效推進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！?/p>

英特爾公司副總裁、電子原件研究負(fù)責(zé)人邁克爾#8226;梅伯里說:“硅材料晶體管的使用期很可能比我們預(yù)想的更長”。

英特爾公司和IBM公司曾公開表示，要開發(fā)新一代的鰭式場效晶體管(FinFET)，最早在今明兩年開始的22納米技術(shù)時(shí)代可投入使用，這種晶體管有更高密度的優(yōu)勢(shì)。

毫無疑問，新材料和新的制造工藝遲早會(huì)使計(jì)算機(jī)技術(shù)更加物美價(jià)廉。從長遠(yuǎn)看，新的電子開關(guān)器件可能以電磁技術(shù)、量子技術(shù)以及納米動(dòng)力切換技術(shù)為基礎(chǔ)，可能使用單一的自旋變化來代表1或0。