提高芯片速度的一种简单而聪明的方法

目前，斯坦福大学主导的实验证明，用石墨烯包裹半导体线可以帮助电子更快地穿过芯片中微小的铜导线。

典型的计算机芯片包含数百万晶体管，它们与广泛的铜线网络连接在一起。晶体管就像可以切换电子的接通或断开的微小关口，通过这种转换功能进行数据处理。一旦数据处理后，晶体管之间的铜线就会进行数据传输。而多年来，作为芯片导线的铜丝都被一种称为氮化钽的材料包裹在保护套内，以防止铜迁移到硅晶体管中致使晶体管失去功能。

斯坦福大学电气工程师H.-S.Philip Wong说：“研究人员已在芯片中所有其他元件方面取得了巨大进步，但直到最近在提高导线性能方面没有什么进展。”采用石墨烯包裹导线在隔离芯片上铜与硅的同时，也帮助导电，从而使晶体管数据交换比现在更快。随着晶体管体积不断缩小，未来采用石墨烯的优势会更大。

为何改用石墨烯？有两个原因，首先是电子元件体积日趋变小的需求。当斯坦福大学的团队采用尽可能最薄的氮化钽层来实现这种绝缘功能时，他们发现该行业标准比发挥同样作用的石墨烯层厚8倍。其次，石墨烯是以坚硬但稀薄的晶格排列的单层碳原子，其晶格结构允许电子直接沿着导线从一个碳原子飞跃到另一个碳原子，同时有效地将铜原子约束在铜导线中。这些优点（石墨烯的纤薄及其作为绝缘体和辅助导体的双重作用）允许这种新型导线技术在晶体管之间传输更多的数据，在此过程中提高芯片整体性能。

在目前的芯片中，这一优势还不太明显；石墨烯隔离器可以将导线传输速度提高4%到17%，具体取决于导线长度。但随着晶体管和导线的尺寸不断缩小，超薄且具有导电性的石墨烯隔离器的优势变得更明显。

来源：斯坦福大学（Stanford University）