微奈米晶片的重要性及心得

在顯微鏡下的晶片除了以千兆赫茲為單位外，最複雜的可以包含三千五百萬(wàn)個(gè)電晶體組合，輸出訊號的導線(xiàn)密度和輸入的也不相同，以避免“電容性的干擾“，不會(huì )像老式類(lèi)比電話(huà)可以聽(tīng)到“別家的聲音“ 。而以往由幾百萬(wàn)個(gè)電晶體組成的晶片組，以后由一個(gè)電晶體就可取代了，在越來(lái)越小、越精密的發(fā)展趨勢下，晶片的設計已無(wú)法單單只用人腦就可以完成．因此必須要有電腦的輔助，再配合不同的數學(xué)模式．

 

德國波昂大學(xué)的DiscreetMathematics研究所，提供了一個(gè)可能的解決方案，它運用類(lèi)似解決“旅行推銷(xiāo)員問(wèn)題“的數學(xué)模式，以如何找出最理想的旅行路線(xiàn)，能在最短的時(shí)間拜訪(fǎng)最多的顧客的思考模式做為基礎．以往的電晶體體積大，功能單純，晶片設計時(shí)只要計算電晶體的位子以及如何將導線(xiàn)間的距離縮到最小即可，但現在每一個(gè)電晶體本身都要顧及，導線(xiàn)不再是一樣的粗細，多一點(diǎn)或少一點(diǎn)nanogramm，都會(huì )對電流的傳導有很大的影響。而且還要考慮到電阻和電容量的最佳化，這些問(wèn)題在“旅行推銷(xiāo)員“模式下都可以找出理想的答案。

 

電路結構和電晶體的細部修飾尚牽涉到“clocktrees“技術(shù)，每個(gè)在晶片上的信號分佈系統，可以讓信號在很短的暫存系統下，無(wú)誤的相互工作。由數學(xué)來(lái)完成晶片的最佳化，可以使信號的脈衝改善到200至300 picoseconds, 1picosecond相當于十的負十二次方秒，晶片速度提高了10-20%。更重要的是，比起花費大量的金錢(qián)在制造設備上，數學(xué)模式幾乎等于零投資成本，并有相同的效果，所以目前已經(jīng)成為奈米結構發(fā)展的重要基礎。

 

另外，晶片的結構還可以模仿神經(jīng)細胞，成為所謂的“神經(jīng)晶片“ ：因為真實(shí)的細胞本身就是一個(gè)數位電路，神經(jīng)突起在接收到由其它器官所傳達的刺激后，再以電子訊號傳送出去，而奈米晶片設計不但可以忠實(shí)的反應它所需的功能，更進(jìn)一步的取代一些大腦的計算功能，成為神經(jīng)系統。