納米存儲(chǔ)將徹底改寫(xiě)IT產(chǎn)業(yè)歷史

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科學(xué)家們認(rèn)為，存儲(chǔ)設(shè)備采用這種技術(shù)后可以實(shí)現(xiàn)在每平方英寸上存儲(chǔ)10TB數(shù)據(jù)，這是目前能達(dá)到的存儲(chǔ)密度的15倍，而且沒(méi)有壞點(diǎn)。如果按照這個(gè)存儲(chǔ)密度來(lái)計(jì)算的話，保存在250張DVD上的數(shù)據(jù)只需要一個(gè)硬幣大小的地方就可以存儲(chǔ)下來(lái)，也就是直徑25.26毫米那么大?！　?/P>

一些大學(xué)的研究人士預(yù)言，很快我們就可能看到存儲(chǔ)技術(shù)上獲得突破，在一個(gè)硬幣大小的面積上存儲(chǔ)250張DVD的內(nèi)容。因?yàn)椴痪们懊绹?guó)伯克利加利福尼亞大學(xué)和馬薩諸塞大學(xué)安姆斯特分校的科學(xué)家已經(jīng)找到了一種新的方法，能讓某些種類的分子在較大范圍內(nèi)按照特定的規(guī)律排列。這一研究成果已經(jīng)發(fā)布在不久前出版的一期《科學(xué)》雜志上。參與研究的一名研究人員說(shuō)，如果有公司參與推動(dòng)的話，這項(xiàng)技術(shù)有可能在10年內(nèi)完成商業(yè)化。

找到生產(chǎn)高密度存儲(chǔ)材料的方法

該項(xiàng)研究成果的主要發(fā)明人、科學(xué)家Thomas Russell和徐挺說(shuō)，在同樣的空間內(nèi)分子數(shù)量越多意味著在同一空間能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)越多、屏幕分辨率越高、光電池更能持久。他們認(rèn)為，這一技術(shù)有望改變微電子行業(yè)和存儲(chǔ)行業(yè)。Russell是安姆斯特分校材料研究科學(xué)和工程中心的主任，同時(shí)也是伯克利加利福尼亞大學(xué)的訪問(wèn)學(xué)者，徐挺是伯克利加利福尼亞大學(xué)化學(xué)和材料科學(xué)和工程系的助理教授。

Russell和徐挺找到了一種新的方法來(lái)制造嵌段共聚物(block copolymer)，也就是讓化學(xué)性質(zhì)不同的聚合物鏈自己結(jié)合在一起。此前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)聚合物鏈能以一種精確的方式、等距離地結(jié)合，但是，在過(guò)去的10年中科學(xué)家們一直沒(méi)有解決的一個(gè)問(wèn)題是，無(wú)法讓聚合物鏈在較大范圍內(nèi)始終按照同樣的方式聚合。

Russell和徐挺使用市場(chǎng)上就有銷售的人造藍(lán)寶石水晶來(lái)引導(dǎo)聚合物鏈精確地按照一定方式結(jié)合。當(dāng)把水晶加熱到1300°C～1500°C之間時(shí)，水晶會(huì)變成鋸齒狀，可以用來(lái)引導(dǎo)嵌段共聚物的結(jié)合。

徐挺說(shuō)，采用這種技術(shù)的唯一限制是，生成的嵌段共聚物的大小受制于藍(lán)寶石的大小。比較好的是，一旦藍(lán)寶石被加熱到變成所需要的形狀后，這個(gè)模板可以重復(fù)使用，而且不管是水晶還是聚合物鏈目前在市場(chǎng)上都可以買到，“我們這里用到的所有材料沒(méi)有哪一個(gè)是特殊的”。

新技術(shù)將改寫(xiě)IT產(chǎn)業(yè)

科學(xué)家們認(rèn)為，存儲(chǔ)設(shè)備采用這種技術(shù)后可以實(shí)現(xiàn)在每平方英寸上存儲(chǔ)10TB數(shù)據(jù)，這是目前能達(dá)到的存儲(chǔ)密度的15倍，而且沒(méi)有壞點(diǎn)。如果按照這個(gè)存儲(chǔ)密度來(lái)計(jì)算的話，保存在250張DVD上的數(shù)據(jù)只需要一個(gè)硬幣大小的地方就可以存儲(chǔ)下來(lái)，也就是直徑25.26毫米那么大。

基于這個(gè)技術(shù)還可以獲得高分辨率的圖像，每個(gè)像素3個(gè)納米，圖像可以大到足夠覆蓋一個(gè)露天的體育場(chǎng)。該技術(shù)的另一個(gè)用處是生產(chǎn)高密度的光電池，它能吸收更多的太陽(yáng)能從而提供更多的能量。

之前的研究人員提高存儲(chǔ)密度的方法是光微影術(shù)(optical lithography)，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是將設(shè)計(jì)好的線路圖形完整且精確地復(fù)制到晶圓上。具體辦法是，事先將設(shè)計(jì)好的圖形制作成光罩(photo mask)，應(yīng)用光學(xué)成像的原理，將圖形投影至晶圓上，晶圓上涂有感光材料，圖形會(huì)在晶圓上曝光。通過(guò)這個(gè)處理過(guò)程來(lái)促使共聚物重組。

而Russell和徐挺所使用的技術(shù)與之不同。該技術(shù)能生產(chǎn)出晶體管間距只有3納米的芯片，這要遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先現(xiàn)有的微處理器生產(chǎn)技術(shù)，目前最好的生產(chǎn)工藝只能達(dá)到45納米。光刻工藝在提供密度方面遇到根本性的困難。此外，與之相比，新的技術(shù)還將減少對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì)的使用。不過(guò)，徐挺說(shuō)，目前要將這項(xiàng)技術(shù)真正應(yīng)用到CPU的制造時(shí)還存在一些問(wèn)題，比如需要生產(chǎn)CPU需要的晶格。

分析師高度評(píng)價(jià)這一技術(shù)。Insight64首席分析師Nathan Brookwood認(rèn)為，存儲(chǔ)密度的提高將會(huì)給人們未來(lái)的生活帶來(lái)不少方便，比如人們以后可以隨身攜帶更多的數(shù)據(jù)，以光盤形式提供的音樂(lè)和電影質(zhì)量也會(huì)更高，未來(lái)的電影也許會(huì)采用全息攝影。

他認(rèn)為，伯克利加利福尼亞大學(xué)和馬薩諸塞大學(xué)安姆斯特分校正在申請(qǐng)專利的這項(xiàng)技術(shù)很可能將給整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)帶來(lái)根本性的變革，不僅如此，還有可能給更多經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域帶來(lái)根本性的改變。

“過(guò)去，正是此類基礎(chǔ)性的材料科學(xué)的研究讓美國(guó)的硅谷和整個(gè)美國(guó)的制造業(yè)變得如此強(qiáng)大，” Brookwood說(shuō)，“而這幾年，美國(guó)從事這么基礎(chǔ)性的科學(xué)研究的人越來(lái)越少了。”