【产通社,12月18日】中国电子元件行业协会消息,虽然成熟的微机电系统(MEMS)技术目前正在iPhone等新潮电子產品中发挥作用,不过要不了多久,MEMS的“小表弟”纳米机电系统(NEMS)将会走上前台,成為半导体元件微型化的主角。
NEMS被形容為MEMS与纳米技术的结晶。在美国国防部高等研究计划署(Drapa)掌管NEMS研究的Dennis Polla表示,如果某系统有一个关键机械零件或架构的尺寸小於1微米(micrometer),并且能整合其他不同的零件,那就是下一场微型化革命的推动者——NEMS。
Darpa正在研究将NEMS技术与感测器、致动器(actuators)、电子元件与光学元件、甚至微流体元件整合的方法。而Sematech的Jammy则表示,从製造部门的角度来看:“没有人是真正在研究NEMS领域,也就是我们该如何将NEMS整合进CMOS製程?”
在2009年12月7-9日於美国举行的2009年国际电子元件会议(IEDM)上,至少有9个研究单位发表了有关NEMS技术的论文,题目包括NEMS CMOS记忆体等应用;事实上,IEEE自2006年起就赞助NEMS技术会议,其第五届年会预计2010年1月20-23日在中国厦门举行。
Jammy的观点是,现在时机已经成熟,可开始研究进行採用现有CMOS製程技术生產新式NEMS元件的方法:“要真正掌握该种元件的潜能,得用CMOS製程而非一般MEMS製程来生產,好让NEMS元件是与CMOS相容的。”
NEMS元件与其他许多新兴IC技术一样诉求低功耗特性,不过NEMS元件还有其他优势,包括高速度(gigahertz)、低漏电、与现有CMOS製造设备相容,以及可进军传统晶片无法运作之严苛环境,开创一系列特殊应用。
这意味著NEMS的角色将不只是做為iPhone内的触控感测器;Jammy举例说明,相关的严苛环境应用包括汽车、工业领域的储存设备,或是RF与生物医疗应用等等。Darpa也在研究NEMS元件的军事应用。
在元件层级,Sematech正与加州柏克莱大学、史丹佛大学等单位的研究人员合作,开发採用NEMS技术的记忆体元件,以及号称“零洩漏”的NEMS开关(switch),或是与CMOS技术整合的混合式开关元件。
在IEDM上所发表的NEMS研究,则包括整合NEMS与CMOS技术所製造、称為“鰭式正反器致动通道电晶体(fin flip-flop actuated channel transistor)”的元件,以及採用纳米级石墨烯(graphene)材料所製造的低耗电NEMS开关元件。
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