[科普中国]-全新纳米电子系统突破瓶颈

英国《自然》杂志4日发表了一项电子工程重要成果：一种全新的高能效、高存储率的纳米电子系统，能将输入/输出、计算和数据存储能力集合在一块三维芯片上。该系统不但与现有的硅基电路兼容，更重要的是，能帮助人们突破计算机领域的重大瓶颈——数据需要在芯片外的存储器和芯片上的逻辑电路之间转换。

美国麻省理工学院研究人员马克斯·舒拉克及同事提出的这种三维纳米电子系统模型，创新性地结合了碳纳米管传感器，并应用了新兴记忆技术——可变电阻式内存（RRAM）的晶体管，以及传统硅电路。因此，它能从外界捕捉大量数据，储存并处理这些数据，最后输出精准处理过的信息，而这些工作，全部在同一个芯片中完成。

为了让人们进一步了解他们的新型系统，论文作者在实验中展现了其如何能够感知不同的气体和蒸汽（包括纯氮气和柠檬汁、伏特加与啤酒的蒸汽），以及如何将感应器的数据储存在超过100万个可变电阻式内存元件中，并且用碳纳米管逻辑操作对其进行分类。

该系统的问世被认为可以使“芯”出于蓝而胜于蓝。在相关的新闻与观点文章中，美国布朗大学科学家舍利弗·利达指出，这项技术最终能够帮助开发重要应用，譬如，拥有高性能人工智能的嵌入式智能摄像机，以及可以在血管中“游泳”和传送药物的智能机器人，甚至人工视网膜。

总编辑圈点

在过去的几十年里，虽然计算机的功能越来越强大，但工程师们仍然每一天都面临新的挑战，因为人们不断要求计算机能以更高的速度处理更大量的数据——这也是计算机性能得以进一步提升的源动力。如今，在同一芯片上实现了海量数据的捕捉、存储、处理再输出，这不单是计算机芯片的重要成果，也将是一个崭新的平台，带来更多惠及民生的新型应用。（记者张梦然）

更多精彩！欢迎关注“科普中国-科技前沿大师谈”官方微信（kjqydst）。