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個(gè)電晶體組合，輸出訊號的導(dǎo)線密度和輸入的也不相同，以避免“電容性的干擾“，不會(huì)像老式類比電話可以聽到“別家的聲音“ 。而以往由幾百萬個(gè)電晶體組成的晶片組，以后由一個(gè)電晶體就可取代了，在越來越小、越精密的發(fā)展趨勢下，晶片的設(shè)計(jì)已無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(shù)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(yùn)用類似解決“旅行推銷員問題“的數(shù)學(xué)模式，以如何找出最理想的旅行路線，能在最短的時(shí)間拜訪最多的顧客的思考模式做為基礎(chǔ)．以往的電晶體體積大，功能單純，晶片設(shè)計(jì)時(shí)只要計(jì)算電晶體的位子以及如何將導(dǎo)線間的距離縮到最小即可，但現(xiàn)在每一個(gè)電晶體本身都要顧及，導(dǎo)線不再是一樣的粗細(xì)，多一點(diǎn)或少一點(diǎn)nanogramm，都會(huì)對電流的傳導(dǎo)有很大的影響。而且還要考慮到電阻和電容量的最佳化，這些問題在“旅行推銷員“模式下都可以找出理想的答案。

 

電路結(jié)構(gòu)和電晶體的細(xì)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(tǒng)，可以讓信號在很短的暫存系統(tǒng)下，無誤的相互工作。由數(shù)學(xué)來完成晶片的最佳化，可以使信號的脈衝改善到200至300 picoseconds, 1picosecond相當(dāng)于十的負(fù)十二次方秒，晶片速度提高了10-20%。更重要的是，比起花費(fèi)大量的金錢在制造設(shè)備上，數(shù)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(jié)構(gòu)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

 

另外，晶片的結(jié)構(gòu)還可以模仿神經(jīng)細(xì)胞，成為所謂的“神經(jīng)晶片“ ：因?yàn)檎鎸?shí)的細(xì)胞本身就是一個(gè)數(shù)位電路，神經(jīng)突起在接收到由其它器官所傳達(dá)的刺激后，再以電子訊號傳送出去，而奈米晶片設(shè)計(jì)不但可以忠實(shí)的反應(yīng)它所需的功能，更進(jìn)一步的取代一些大腦的計(jì)算功能，成為神經(jīng)系統(tǒng)。