后摩爾定律時(shí)代誰(shuí)來(lái)主導(dǎo)芯片產(chǎn)業(yè)

　　生物計(jì)算：能存活的芯片

　　生物計(jì)算用通常存在于生物體內(nèi)的結(jié)構(gòu)取代晶體管。備受關(guān)注的是DNA分子和RNA分子，它們中存儲(chǔ)著決定人體細(xì)胞生命的“編程信息”。一種令人遐想的遠(yuǎn)景是，盡管一塊小指甲大小的芯片可能含有10億個(gè)晶體管，而一個(gè)同樣尺寸的處理器可能含有數(shù)萬(wàn)億個(gè)DNA鏈。DNA鏈可以同時(shí)處理某項(xiàng)計(jì)算任務(wù)的不同部分，并且相互結(jié)合起來(lái)，以給出解決方案。除了元件數(shù)量多出幾個(gè)數(shù)量級(jí)外，生物芯片還有望提供大規(guī)模并行處理功能。

　　早期的生物電路通過(guò)組合及分開DNA鏈之間的鍵來(lái)處理信息。研究人員現(xiàn)正在研究可以在細(xì)胞里面存儲(chǔ)及復(fù)制的“遺傳計(jì)算機(jī)程序”。而面臨的挑戰(zhàn)是，找到對(duì)成批的生物元件進(jìn)行編程的方法，以便它們能按預(yù)期的方式進(jìn)行工作。這種計(jì)算機(jī)最終可能會(huì)首先出現(xiàn)在人體內(nèi)流動(dòng)的血液中，而不是辦公桌面上。以色列雷霍沃特魏茨曼科學(xué)研究所的研究人員已利用DNA研制出一種簡(jiǎn)單的處理器，他們現(xiàn)正在努力讓處理器組件可以在活生生的細(xì)胞里面工作，并與細(xì)胞周圍環(huán)境進(jìn)行通信。

　　石墨烯材料的特點(diǎn)

　　石墨烯(Graphene)是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子薄膜，是由碳原子組成的蜂窩狀二維晶體。該材料具有許多新奇的物理特性。首先石墨烯具有遠(yuǎn)比硅高的載流子遷移率，是一種性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料。此外，石墨烯還可用于制造復(fù)合材料、電池/超級(jí)電容、儲(chǔ)氫材料、場(chǎng)發(fā)射材料以及超靈敏傳感器等。

　　科學(xué)家們對(duì)石墨烯感興趣的原因之一是受到碳納米管科研成果的啟發(fā)。石墨烯很有可能會(huì)成為硅的替代品。在制作復(fù)雜電路時(shí)，納米管必須經(jīng)過(guò)仔細(xì)篩選和定位，目前還沒有開發(fā)出非常好的方法，而這對(duì)石墨烯而言則要容易得多。

　　硅基的微計(jì)算機(jī)處理器，在室溫條件下每秒鐘只能執(zhí)行一定數(shù)量的操作，然而電子穿過(guò)石墨烯幾乎沒有任何阻力，所產(chǎn)生的熱量也非常少。此外，石墨烯本身就是一個(gè)良好的導(dǎo)熱體，可以很快地散發(fā)熱量。由于具有優(yōu)異的性能，用石墨烯制造的電子產(chǎn)品運(yùn)行的速度要快得多。

　　石墨烯器件還能用于需要高速工作的通信技術(shù)和成像技術(shù)，能用來(lái)探測(cè)隱藏的武器。然而，速度還不是石墨烯的惟一優(yōu)點(diǎn)。硅不能分割成小于10納米的小片，否則其將失去誘人的電子性能。與硅相比，石墨烯分割成一個(gè)納米的小片時(shí)，其基本物理性能并不改變，而且其電子性能還有可能超常發(fā)揮。