NEMS或将引发半导体组件微型化的下一场革命

    据新兴芯片技术领域的专家表示，纳米机电系统(nanoelectromechanicalsystems，简称NEMS)虽然目前还默默无闻，但在未来可能成为半导体产业界的要角。

    Sematech制造联盟新兴技术副总裁RajJammy指出，其中的一个理由是，成熟的MEMS技术已经为各种不同的传感器，在iPhone等新潮电子产品中的应用开拓了庞大新市场，不过MEMS是针对特殊应用的组件：“NEMS则能提供整套的潜在应用方案。”

    NEMS被形容为MEMS与纳米技术的结晶；在美国国防部高等研究计划署(Drapa)掌管NEMS研究的DennisPolla表示：“如果某系统有一个关键机械零件或架构的尺寸小于1微米(micrometer)，并且能整合其它不同的零件，那就是NENS。”他指出，该单位认为NEMS技术就是“下一场微型化革命”。

    Darpa正在研究将NEMS技术与传感器、致动器(actuators)、电子组件与光学组件、甚至微流体组件整合的方法。而Sematech的Jammy则表示，从制造部门的角度来看：“没有人是真正在研究NEMS领域，也就是我们该如何将NEMS整合进CMOS制程？”

    在日前(12月7~9日)于美国举行的2009年国际电子组件会议(IEDM)上，至少有9个研究单位发表了有关NEMS技术的论文，题目包括NEMSCMOS内存等应用；事实上，IEEE自2006年起就赞助NEMS技术会议，其第五届年会预计明年1月20~23日在中国厦门举行。

    Jammy的观点是，现在时机已经成熟，可开始研究进行采用现有CMOS制程技术生产新式NEMS组件的方法：“要真正掌握该种组件的潜能，得用CMOS制程而非一般

    MEMS制程来生产，好让NEMS组件是与CMOS兼容的。”

    NEMS组件与其它许多新兴IC技术一样诉求低功耗特性，不过NEMS组件还有其它优势，包括高速度(gigahertz)、低漏电、与现有CMOS制造设备兼容，以及可进军传统芯片无法运作之严苛环境，开创一系列特殊应用。

    这意味着NEMS的角色将不只是做为iPhone内的触控传感器；Jammy举例说明，相关的严苛环境应用包括汽车、工业领域的储存设备，或是RF与生物医疗应用等等。Darpa也在研究NEMS组件的军事应用。

    在组件层级，Sematech正与加州柏克莱大学、史丹佛大学等单位的研究人员合作，开发采用NEMS技术的内存组件，以及号称“零泄漏”的NEMS开关(switch)，或是与CMOS技术整合的混合式开关组件。

    在IEDM上所发表的NEMS研究，则包括整合NEMS与CMOS技术所制造、称为“鳍式正反器致动通道晶体管(finflip-flopactuatedchanneltransistor)的组件，以及采用纳米级石墨烯(graphene)材料所制造的低耗电NEMS开关组件。■