鲁汶大学与IMEC合作研发新型芯片绝缘技术，助力降低芯片能耗

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来源: 盖世汽车

据外媒报道，比利时鲁汶大学（KU Leuven）和比利时微电子研究中心（imec）的研究人员成功研发出一种芯片绝缘技术。该技术采用了金属有机框架，即一种由结构型纳米孔组成的新型材料。从长远来看，该方法能够用于研发尺寸更小、更强大同时能耗更低的芯片。目前，该研究小组已经获得ERC概念认证的拨款，以进一步进行研究。

计算机芯片正变得越来越小，这一点并不新鲜，因为早在1965年，芯片制造商英特尔（Intel）的创始人之一Gordon Moore就已经预测到这一点。摩尔定律指出，芯片或集成电路中的晶体数量大约每两年就会翻一番，最后时间调整为每18个月，但是理论依然成立。而随着芯片变得越来越小，处理能力越来越强，现在，一个芯片中会有超过10亿个晶体管。

但是，芯片尺寸的减小也带来了一些不便，会让开关与电线紧紧地被捆在一起，从而产生更大的电阻，进而导致芯片需要消耗更多的能量来发送信号。如果需要一个功能良好的芯片，就需要一种绝缘物质，能够将电线彼此分开，并确保电信号不被干扰。但是，做出纳米绝缘物质并不容易。

由鲁汶大学微电子和分子系统系Rob Ameloot教授领导的一项研究表明，有一种新技术可能可以提供解决方案。“我们采用了金属有机框架（MOF）作为绝缘材料，此类材料由金属离子和有机分子组成，结合在一起可以形成多孔且坚固的晶体。”

鲁汶大学和比利时微电子研究中心的一个研究小组首次成功将MOF绝缘材料应用于电子材料，而且还采用了化学气相沉积法。微电子和分子系统系的博士后研究员Mikhail Krishtab表示：“首先，我们在表面涂上一层氧化膜，然后，让其与该有机材料的蒸汽发生反应，从而导致该材料膨胀，最终成为纳米孔晶体。”

Krishtab表示：“该方法的主要优点是自下而上，首先，沉积一层氧化膜，然后再膨胀成纳米孔MOF材料，此种材料的多孔结构可以填补导体之间的所有空隙。”

Ameloot教授的研究小组已经获得ERC概念认证的拨款，并与比利时微电子研究中心团队中，研究纳米芯片介电材料的Silvia Armini合作，以进一步研发该技术。Ameloot表示：“我们已经证明MOF材料拥有我们需要的性能，现在，我们只需要对其进行改进，因为该晶体的表面目前还是不规则的，我们需要让其变得光滑以集成至芯片。”

一旦该项技术得到完善，就可用于生产功能强大、能耗更低的小芯片。Ameloot表示：“自动驾驶汽车、智能城市等各种AI应用都需要具备强大的处理能力，科技公司也一直在寻找既快速又节能的新型解决方案，我们的研究将有助于生产出新一代芯片。”