NEMS或將引發(fā)半導體組件微型化的下一場革命

    據(jù)新興芯片技術領域的專家表示，納米機電系統(tǒng)(nanoelectromechanicalsystems，簡稱NEMS)雖然目前還默默無聞，但在未來可能成為半導體產業(yè)界的要角。

    Sematech制造聯(lián)盟新興技術副總裁RajJammy指出，其中的一個理由是，成熟的MEMS技術已經為各種不同的傳感器，在iPhone等新潮電子產品中的應用開拓了龐大新市場，不過MEMS是針對特殊應用的組件：“NEMS則能提供整套的潛在應用方案。”

    NEMS被形容為MEMS與納米技術的結晶；在美國國防部高等研究計劃署(Drapa)掌管NEMS研究的DennisPolla表示：“如果某系統(tǒng)有一個關鍵機械零件或架構的尺寸小于1微米(micrometer)，并且能整合其它不同的零件，那就是NENS。”他指出，該單位認為NEMS技術就是“下一場微型化革命”。

    Darpa正在研究將NEMS技術與傳感器、致動器(actuators)、電子組件與光學組件、甚至微流體組件整合的方法。而Sematech的Jammy則表示，從制造部門的角度來看：“沒有人是真正在研究NEMS領域，也就是我們該如何將NEMS整合進CMOS制程？”

    在日前(12月7~9日)于美國舉行的2009年國際電子組件會議(IEDM)上，至少有9個研究單位發(fā)表了有關NEMS技術的論文，題目包括NEMSCMOS內存等應用；事實上，IEEE自2006年起就贊助NEMS技術會議，其第五屆年會預計明年1月20~23日在中國廈門舉行。

    Jammy的觀點是，現(xiàn)在時機已經成熟，可開始研究進行采用現(xiàn)有CMOS制程技術生產新式NEMS組件的方法：“要真正掌握該種組件的潛能，得用CMOS制程而非一般

    MEMS制程來生產，好讓NEMS組件是與CMOS兼容的。”

    NEMS組件與其它許多新興IC技術一樣訴求低功耗特性，不過NEMS組件還有其它優(yōu)勢，包括高速度(gigahertz)、低漏電、與現(xiàn)有CMOS制造設備兼容，以及可進軍傳統(tǒng)芯片無法運作之嚴苛環(huán)境，開創(chuàng)一系列特殊應用。

    這意味著NEMS的角色將不只是做為iPhone內的觸控傳感器；Jammy舉例說明，相關的嚴苛環(huán)境應用包括汽車、工業(yè)領域的儲存設備，或是RF與生物醫(yī)療應用等等。Darpa也在研究NEMS組件的軍事應用。

    在組件層級，Sematech正與加州柏克萊大學、史丹佛大學等單位的研究人員合作，開發(fā)采用NEMS技術的內存組件，以及號稱“零泄漏”的NEMS開關(switch)，或是與CMOS技術整合的混合式開關組件。

    在IEDM上所發(fā)表的NEMS研究，則包括整合NEMS與CMOS技術所制造、稱為“鰭式正反器致動通道晶體管(finflip-flopactuatedchanneltransistor)的組件，以及采用納米級石墨烯(graphene)材料所制造的低耗電NEMS開關組件。■