中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)
China Electronic Components Association
加拿大阿爾伯塔大學(xué)的科學(xué)家利用機(jī)器學(xué)習(xí)將原子尺度的制造完善并自動(dòng)化，這項(xiàng)前所未有的進(jìn)步，為大規(guī)模生產(chǎn)比人們現(xiàn)今使用設(shè)備更快、更小、更環(huán)保的新型電子產(chǎn)品鋪平了道路。它可以使智能手機(jī)在兩次充電間工作數(shù)月，可以使計(jì)算機(jī)速度快上百倍，但使用的能量少一千倍。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在5月23日的《美國化學(xué)學(xué)會(huì)納米》（ACS Nano）雜志上。
阿大研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的下一代電路解決了當(dāng)前電子設(shè)備兩個(gè)最大問題：制造它們的能源使用和資源消耗。盡管現(xiàn)代集成電路在過去30年里使計(jì)算機(jī)更快、更小、更便宜，但它們正迅速接近物理上的可能極限。一些估計(jì)預(yù)測，如果人們繼續(xù)保持目前的能源消費(fèi)習(xí)慣，信息和通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)到2025年將消耗全球20%的能源，占全球碳排放量的5%以上。
這一突破是世界各地科學(xué)家數(shù)十年研究成果的結(jié)晶，目的是為推動(dòng)原子尺度、低功耗電子產(chǎn)品的發(fā)展創(chuàng)造解決方案。將制造過程縮小到原子尺度，可以產(chǎn)生一種新型電路，它使用電力要少很多，需要更少原材料，這對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境都是有利的。
過去幾年中，科學(xué)家們克服在如此小范圍內(nèi)工作所帶來的諸多障礙方面取得了穩(wěn)步進(jìn)展。2006年，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了世界上最尖銳物體——鎢顯微鏡尖端達(dá)到一個(gè)原子的寬度，使研究人員能夠在原子尺度水平可視化并對(duì)材料進(jìn)行操作。三年后，他們創(chuàng)造出史上最小量子點(diǎn)——單個(gè)硅原子可以控制單個(gè)電子，為生產(chǎn)超低功耗電路鋪平道路。去年，該團(tuán)隊(duì)找到一種方法修復(fù)硅芯片上的原子級(jí)印刷錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤會(huì)阻止超小型電路工作。
下一步是使生產(chǎn)過程自動(dòng)化。研究人員成功訓(xùn)練一個(gè)人工智能系統(tǒng)來識(shí)別和修復(fù)用于制造原子尺度電路的精密顯微鏡。通過教授一種基于人工智能的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”系統(tǒng)讓它知道當(dāng)一個(gè)原子顯微鏡尖端在印刷過程中被鈍化時(shí)再次將其銳化為單個(gè)原子，研究團(tuán)隊(duì)找到了更快、更準(zhǔn)確大規(guī)模生產(chǎn)的關(guān)鍵。
研究人員稱，在這么小范圍內(nèi)進(jìn)行制造，可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)技術(shù)根本無法做到的全新功能，將其與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合起來將會(huì)改變電子產(chǎn)業(yè)游戲規(guī)則，原子尺度的制造和大規(guī)模生產(chǎn)將成為可能。
