后摩爾定律時代誰來主導芯片產業(yè)

　　生物計算：能存活的芯片

　　生物計算用通常存在于生物體內的結構取代晶體管。備受關注的是DNA分子和RNA分子，它們中存儲著決定人體細胞生命的“編程信息”。一種令人遐想的遠景是，盡管一塊小指甲大小的芯片可能含有10億個晶體管，而一個同樣尺寸的處理器可能含有數(shù)萬億個DNA鏈。DNA鏈可以同時處理某項計算任務的不同部分，并且相互結合起來，以給出解決方案。除了元件數(shù)量多出幾個數(shù)量級外，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組合及分開DNA鏈之間的鍵來處理信息。研究人員現(xiàn)正在研究可以在細胞里面存儲及復制的“遺傳計算機程序”。而面臨的挑戰(zhàn)是，找到對成批的生物元件進行編程的方法，以便它們能按預期的方式進行工作。這種計算機最終可能會首先出現(xiàn)在人體內流動的血液中，而不是辦公桌面上。以色列雷霍沃特魏茨曼科學研究所的研究人員已利用DNA研制出一種簡單的處理器，他們現(xiàn)正在努力讓處理器組件可以在活生生的細胞里面工作，并與細胞周圍環(huán)境進行通信。

　　石墨烯材料的特點

　　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。首先石墨烯具有遠比硅高的載流子遷移率，是一種性能優(yōu)異的半導體材料。此外，石墨烯還可用于制造復合材料、電池/超級電容、儲氫材料、場發(fā)射材料以及超靈敏傳感器等。

　　科學家們對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)。石墨烯很有可能會成為硅的替代品。在制作復雜電路時，納米管必須經過仔細篩選和定位，目前還沒有開發(fā)出非常好的方法，而這對石墨烯而言則要容易得多。

　　硅基的微計算機處理器，在室溫條件下每秒鐘只能執(zhí)行一定數(shù)量的操作，然而電子穿過石墨烯幾乎沒有任何阻力，所產生的熱量也非常少。此外，石墨烯本身就是一個良好的導熱體，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品運行的速度要快得多。

　　石墨烯器件還能用于需要高速工作的通信技術和成像技術，能用來探測隱藏的武器。然而，速度還不是石墨烯的惟一優(yōu)點。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，石墨烯分割成一個納米的小片時，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。