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美国橡树岭国家实验室研发出一种多功能芯片

2016-10-24 335浏览 标签: 美国橡树岭芯片


一、项目背景

传统的芯片技术主要是将不同功能的芯片集成到一起构成主板,采用这种工艺将会使得芯片的尺寸变大以及功耗增大;因此需要研发一种新材料只需要通过自身的不同“相区”便可实现不同功能的需求。

在传统的硅基芯片时代,同一种芯片需要满足人们不同的需求,但是随着计算机技术的不断研发与创新,出现了多种不同的研发方向(移动手机、超算领域等),那么就需要加快新材料的研发,根据不同的硬件需求,最大化的优化芯片性能。  

二、项目内容

2016914日,橡树岭官网公布消息称在合成材料研发领域取得新进展,研发人员成功开发了一种复合金属氧化物纳米材料,这种新材料可以自组织成回路形成具有多功能的芯片,有望开创下一代非硅基芯片时代。

研发人员通过利用相分离(phase separation)的方法对纳米级别的单晶复合氧化物进行处理,便可在材料内部划分成具有不同电磁性质的极小区域,从而可以实现多组件电路的功能;在此基础上,研发人员提出了复杂多组件电路的想法。

由于此种新材料的内部同时存在具有多种电磁性质的“相区”(phases),所以可以将这些区域看成电路中存在的各种不同类型的元器件;并且通过这些不同“相区”的移动便可实现电路的“可重写性”。

新材料的特性不仅可以对磁场做出响应,而且还可以对电场做出响应,因此为下一代新型计算机芯片的开发提供了新思路。通过采用这种新思路,研发人员便可以将所有需求的功能元器整合到单一材料的内部,那么便可以通过整合后的外部复合信号对其进行控制。

目前橡树岭实验室的“多功能芯片”研发项目还处于研究阶段,但是此种新材料为研发下一代非硅基芯片指明了方向,具有重要意义。  

此研究成果已经成功发表在《Advanced Electronic Materials》期刊杂志上。


                                              

               1 橡树岭新型复合金属氧化物纳米材料 

动态链接:https://www.ornl.gov/news/complex-materials-can-self-organize-circuits-may-form-basis-multifunction-chips


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