被稱為計(jì)算機(jī)大腦的硅芯片，現(xiàn)在的制造成本實(shí)在是太高了!不僅制造用設(shè)備售價(jià)高達(dá)數(shù)億美元，成品加工周期竟然需要2周左右(一般要經(jīng)過20道或更多的工序)。因此美國麻省理_T學(xué)院的杰科布森一直在致力于發(fā)明一種“桌上工廠”，試圖使之能夠在塑料等基體上用直接打印的方法制造芯片。這是一個(gè)多么大膽的設(shè)想啊!實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于，首先要研制出含有納米半導(dǎo)體細(xì)粉的墨水，從而打印才可能由普通的噴墨打印機(jī)來完成。如果這種設(shè)想得以實(shí)現(xiàn)，人們將有可能通過互聯(lián)網(wǎng)直接下載最新的芯片電路來完成計(jì)算機(jī)的升級(jí)，計(jì)算機(jī)的硬件制造工藝將由此變得更加人性化。

這種想法對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件制造工藝來說，將是一次偉大的革命。如果能夠?qū)崿F(xiàn)，將在很多方面得到應(yīng)用，從能夠顯示可變圖像的“壁紙”到傳統(tǒng)的邏輯電路等。它將使得計(jì)算機(jī)硬件的制造和當(dāng)前的軟件制造一樣成為一種開放的資源。用幾秒鐘就能在塑料等片基上制造出價(jià)格遠(yuǎn)低于英特爾奔騰而功能毫不遜色的芯片的設(shè)想，已經(jīng)成為杰科布森和他那些不知疲倦的學(xué)生的最大興趣和奮斗目標(biāo)。

杰科布森小組目前的優(yōu)勢(shì)在于“半導(dǎo)體墨水”合成方面的巨大進(jìn)展。該小組已經(jīng)找到一種合成大小在100個(gè)原子左右的無機(jī)半導(dǎo)體納晶懸浮液(墨水)的方法，使得打印可以在低于300℃的條件下完成，從而也使得基體材料的選擇范圍較大，其中包括一般的塑料薄片。這種墨水中的半導(dǎo)體微粒尺寸約200 nm，與英特爾奔騰芯片中的晶體管尺寸相近。

杰科布森墨水中的無機(jī)微粒和一般墨水中的顏料微粒尺寸相近，所以可用噴墨打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)打印的工作，還可利用多層打印的方法制造復(fù)雜電路。重要的是，所有這一切都可以在工作臺(tái)上通過類似于印刷的方法來完成，不僅工作溫度低于300℃，不需要超凈車間和昂貴的加工系統(tǒng)，而且制造周期也非常之短。相比之下，傳統(tǒng)的晶體半導(dǎo)體材料如Si、CdSe和GaAs等的熔點(diǎn)都高于1000℃，為了避免在高溫下有害雜質(zhì)進(jìn)入，工作場(chǎng)所必須達(dá)到超凈水平。

人們預(yù)見到，用這種方法制造出來的具有識(shí)別功能的高智能化標(biāo)志或標(biāo)簽，可以有效地加速例如超市的貨款收付過程。類似的智能化標(biāo)簽和通過邏輯電路實(shí)現(xiàn)的識(shí)別系統(tǒng)，將會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。

目前，這項(xiàng)研究還在起始階段，實(shí)現(xiàn)在塑料基體上用打印的方法集成數(shù)以百萬計(jì)的晶體管并構(gòu)成高效邏輯電路的目標(biāo)仍然相當(dāng)遙遠(yuǎn)。杰科布森用陽文或陰文印章的辦法制成的簡(jiǎn)單“芯片”其分辨率仍然較低，邏輯運(yùn)算速度雖然比有機(jī)晶體管制成的電路要快一個(gè)量級(jí)，但是比起用傳統(tǒng)工藝制成的芯片仍然要慢得多。要真正實(shí)現(xiàn)和英特爾奔騰芯片并駕齊驅(qū)的目標(biāo)，還有一段艱苦而漫長(zhǎng)的路要走。

杰科布森的這項(xiàng)極富挑戰(zhàn)性的研究計(jì)劃給我們的啟示在于，人們應(yīng)當(dāng)重視從那些似乎要被淘汰的包括像印刷術(shù)這樣一些極其古老的技術(shù)中，發(fā)掘隱含的寶貴科技經(jīng)驗(yàn)并使之與新技術(shù)要求結(jié)合起來，就有可能用比較熟悉的手段和比較成熟的技術(shù)來完成某個(gè)具有極大創(chuàng)新意義的研究目標(biāo)。杰科布森從古老的印刷術(shù)和印章以及近代噴墨打印技術(shù)中所繼承并發(fā)展的技術(shù)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是以上認(rèn)識(shí)的一個(gè)典范?；A(chǔ)知識(shí)和技能的教育價(jià)值對(duì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展的作用也由此充分地得到體現(xiàn)。

閱讀與思考

全新的構(gòu)想和重大的發(fā)明根植于人們?cè)缫咽熘膫鹘y(tǒng)知識(shí)或技術(shù)，在科學(xué)發(fā)展史上并非孤例。杰科布森的事例便我們對(duì)“溫故而知新”的教誨有了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出字面含義的認(rèn)識(shí)。此外，杰科布森的“墨水”屬于納米技術(shù)的應(yīng)用，體現(xiàn)了納米材料的主要特點(diǎn)，有興趣的同學(xué)不妨再深入想一想。