【產(chǎn)通社,12月18日】中國電子元件行業(yè)協(xié)會消息,雖然成熟的微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)目前正在iPhone等新潮電子產(chǎn)品中發(fā)揮作用,不過要不了多久,MEMS的“小表弟”納米機電系統(tǒng)(NEMS)將會走上前臺,成為半導(dǎo)體元件微型化的主角。
NEMS被形容為MEMS與納米技術(shù)的結(jié)晶。在美國國防部高等研究計劃署(Drapa)掌管NEMS研究的Dennis Polla表示,如果某系統(tǒng)有一個關(guān)鍵機械零件或架構(gòu)的尺寸小於1微米(micrometer),并且能整合其他不同的零件,那就是下一場微型化革命的推動者——NEMS。
Darpa正在研究將NEMS技術(shù)與感測器、致動器(actuators)、電子元件與光學(xué)元件、甚至微流體元件整合的方法。而Sematech的Jammy則表示,從製造部門的角度來看:“沒有人是真正在研究NEMS領(lǐng)域,也就是我們該如何將NEMS整合進CMOS製程?”
在2009年12月7-9日於美國舉行的2009年國際電子元件會議(IEDM)上,至少有9個研究單位發(fā)表了有關(guān)NEMS技術(shù)的論文,題目包括NEMS CMOS記憶體等應(yīng)用;事實上,IEEE自2006年起就贊助NEMS技術(shù)會議,其第五屆年會預(yù)計2010年1月20-23日在中國廈門舉行。
Jammy的觀點是,現(xiàn)在時機已經(jīng)成熟,可開始研究進行採用現(xiàn)有CMOS製程技術(shù)生產(chǎn)新式NEMS元件的方法:“要真正掌握該種元件的潛能,得用CMOS製程而非一般MEMS製程來生產(chǎn),好讓NEMS元件是與CMOS相容的。”
NEMS元件與其他許多新興IC技術(shù)一樣訴求低功耗特性,不過NEMS元件還有其他優(yōu)勢,包括高速度(gigahertz)、低漏電、與現(xiàn)有CMOS製造設(shè)備相容,以及可進軍傳統(tǒng)晶片無法運作之嚴(yán)苛環(huán)境,開創(chuàng)一系列特殊應(yīng)用。
這意味著NEMS的角色將不只是做為iPhone內(nèi)的觸控感測器;Jammy舉例說明,相關(guān)的嚴(yán)苛環(huán)境應(yīng)用包括汽車、工業(yè)領(lǐng)域的儲存設(shè)備,或是RF與生物醫(yī)療應(yīng)用等等。Darpa也在研究NEMS元件的軍事應(yīng)用。
在元件層級,Sematech正與加州柏克萊大學(xué)、史丹佛大學(xué)等單位的研究人員合作,開發(fā)採用NEMS技術(shù)的記憶體元件,以及號稱“零洩漏”的NEMS開關(guān)(switch),或是與CMOS技術(shù)整合的混合式開關(guān)元件。
在IEDM上所發(fā)表的NEMS研究,則包括整合NEMS與CMOS技術(shù)所製造、稱為“鰭式正反器致動通道電晶體(fin flip-flop actuated channel transistor)”的元件,以及採用納米級石墨烯(graphene)材料所製造的低耗電NEMS開關(guān)元件。
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