以色列正在研發(fā)比傳統(tǒng)芯片快100倍的超級芯片

有“中東硅谷”之稱的以色列高科技發(fā)達(dá)，其芯片產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體技術(shù)尤其令人矚目，每年創(chuàng)造的出口額占以色列總出口額的20%以上。眼下，以色列正在研發(fā)體型更小、速度比傳統(tǒng)芯片快100倍的超級芯片，前景令人充滿期待。

據(jù)報道，以色列希伯來大學(xué)物理學(xué)家烏利埃爾·利維及其研究團(tuán)隊一直致力于研發(fā)一種全新的芯片技術(shù)，經(jīng)過3年多的不懈努力，研究工作日前終于有了結(jié)果。他們利用“金屬—氧化物—氮化物—氧化物—硅”結(jié)構(gòu)（MONOS），開發(fā)了一種新型集成光子回路制備技術(shù)，據(jù)此可以在微芯片上使用閃存技術(shù)，有望使個頭兒更小、運(yùn)行速度更快的光子芯片成為現(xiàn)實(shí)，其運(yùn)算頻率甚至可以達(dá)到太赫茲量級，從而將使計算機(jī)及相關(guān)光學(xué)通信設(shè)備的運(yùn)行速度提高100倍。

所謂太赫茲（THz）是頻率單位之一。太赫茲波包含頻率為0.1THz—10THz的電磁波，是位于微波和紅外光波段之間的一段電磁頻譜。相比于太赫茲波段兩側(cè)的紅外和微波技術(shù)的發(fā)展，人們對太赫茲波段的認(rèn)識較為有限，形成了所謂的太赫茲鴻溝。太赫茲波具有穿透性，能量比X射線少，因此不會對人體組織和DNA造成損壞。近年來，太赫茲技術(shù)成為備受關(guān)注的科技交叉前沿領(lǐng)域，在微芯片領(lǐng)域也頗有潛力。

一般來說，光通信囊括了所有運(yùn)用光作為信息載體并通過光纜進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。譬如互聯(lián)網(wǎng)、電子郵件、短信、電話、云和數(shù)據(jù)中心等，均屬光通信的范疇。光通信速度極快，然而在微芯片中，光通信卻變得不可靠，而且難以大量重復(fù)和擴(kuò)展。具體來說，有兩大技術(shù)難題阻礙了太赫茲微芯片的開發(fā)和制造，一是芯片本身過熱，二是不可擴(kuò)展性。科學(xué)家指出，微型光子器件的超高精度和可重復(fù)制備，是成功研制集成光子芯片的重要技術(shù)保障。

利維的科研團(tuán)隊，恰恰在這兩個難題上取得了突破。他們巧妙地繞開了眼下光子器件微納加工精度低、重復(fù)性和擴(kuò)展性差的技術(shù)難題，把閃存技術(shù)引入到硅基光子器件加工中，成功實(shí)現(xiàn)了可靠的、能夠重復(fù)的光子器件的制備。這一舉措對未來集成光子芯片的問世具有重要的前瞻性和開拓性，從而有望引發(fā)芯片業(yè)的一場革命。有分析稱，這一發(fā)現(xiàn)將有助于填補(bǔ)太赫茲鴻溝，并創(chuàng)造出全新的、更強(qiáng)大的無線設(shè)備，能夠使芯片以比目前高得多的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，是一項足以改變芯片高科技領(lǐng)域游戲規(guī)則的技術(shù)。

事實(shí)上，從電子通信向光通信的轉(zhuǎn)變，對芯片制造商頗有吸引力，因為破除技術(shù)壁壘后，光通信可以顯著提高芯片的運(yùn)算速度并大大降低功耗。人們期盼著比傳統(tǒng)芯片快百倍的太赫茲級微芯片能夠早日問世，以更好地造福人類。