微奈米晶片的重要性及心得

在显微镜下的晶片除了以千兆赫兹为单位外，最複杂的可以包含三千五百万个电晶体组合，输出讯号的导线密度和输入的也不相同，以避免“电容性的干扰“，不会像老式类比电话可以听到“别家的声音“ 。而以往由几百万个电晶体组成的晶片组，以后由一个电晶体就可取代了，在越来越小、越精密的发展趋势下，晶片的设计已无法单单只用人脑就可以完成．因此必须要有电脑的辅助，再配合不同的数学模式．

 

德国波昂大学的DiscreetMathematics研究所，提供了一个可能的解决方案，它运用类似解决“旅行推销员问题“的数学模式，以如何找出最理想的旅行路线，能在最短的时间拜访最多的顾客的思考模式做为基础．以往的电晶体体积大，功能单纯，晶片设计时只要计算电晶体的位子以及如何将导线间的距离缩到最小即可，但现在每一个电晶体本身都要顾及，导线不再是一样的粗细，多一点或少一点nanogramm，都会对电流的传导有很大的影响。而且还要考虑到电阻和电容量的最佳化，这些问题在“旅行推销员“模式下都可以找出理想的答案。

 

电路结构和电晶体的细部修饰尚牵涉到“clocktrees“技术，每个在晶片上的信号分佈系统，可以让信号在很短的暂存系统下，无误的相互工作。由数学来完成晶片的最佳化，可以使信号的脉衝改善到200至300 picoseconds, 1picosecond相当于十的负十二次方秒，晶片速度提高了10-20%。更重要的是，比起花费大量的金钱在制造设备上，数学模式几乎等于零投资成本，并有相同的效果，所以目前已经成为奈米结构发展的重要基础。

 

另外，晶片的结构还可以模仿神经细胞，成为所谓的“神经晶片“ ：因为真实的细胞本身就是一个数位电路，神经突起在接收到由其它器官所传达的刺激后，再以电子讯号传送出去，而奈米晶片设计不但可以忠实的反应它所需的功能，更进一步的取代一些大脑的计算功能，成为神经系统。