微奈米晶片的重要性及心得

在顯微鏡下的晶片除了以千兆赫茲為單位外，最複雜的可以包含三千五百萬個電晶體組合，輸出訊號的導線密度和輸入的也不相同，以避免“電容性的干擾“，不會像老式類比電話可以聽到“別家的聲音“ 。而以往由幾百萬個電晶體組成的晶片組，以后由一個電晶體就可取代了，在越來越小、越精密的發展趨勢下，晶片的設計已無法單單只用人腦就可以完成．因此必須要有電腦的輔助，再配合不同的數學模式．

 

德國波昂大學的DiscreetMathematics研究所，提供了一個可能的解決方案，它運用類似解決“旅行推銷員問題“的數學模式，以如何找出最理想的旅行路線，能在最短的時間拜訪最多的顧客的思考模式做為基礎．以往的電晶體體積大，功能單純，晶片設計時只要計算電晶體的位子以及如何將導線間的距離縮到最小即可，但現在每一個電晶體本身都要顧及，導線不再是一樣的粗細，多一點或少一點nanogramm，都會對電流的傳導有很大的影響。而且還要考慮到電阻和電容量的最佳化，這些問題在“旅行推銷員“模式下都可以找出理想的答案。

 

電路結構和電晶體的細部修飾尚牽涉到“clocktrees“技術，每個在晶片上的信號分佈系統，可以讓信號在很短的暫存系統下，無誤的相互工作。由數學來完成晶片的最佳化，可以使信號的脈衝改善到200至300 picoseconds, 1picosecond相當于十的負十二次方秒，晶片速度提高了10-20%。更重要的是，比起花費大量的金錢在制造設備上，數學模式幾乎等于零投資成本，并有相同的效果，所以目前已經成為奈米結構發展的重要基礎。

 

另外，晶片的結構還可以模仿神經細胞，成為所謂的“神經晶片“ ：因為真實的細胞本身就是一個數位電路，神經突起在接收到由其它器官所傳達的刺激后，再以電子訊號傳送出去，而奈米晶片設計不但可以忠實的反應它所需的功能，更進一步的取代一些大腦的計算功能，成為神經系統。