IBM scientists look to DNA to build future chips IBM Wissenschaftler erwarten von DNA-Chips zu bauen Zukunft

DNA strings could become the template for nanotubes and nanowires by 2028 DNA-Strings werden könnte die Vorlage für Nanodrähte und Nanoröhren von 2028

By Mit Sharon Gaudin Sharon Gaudin

Looking for a way to continually shrink computer chips while still squeezing more transistors onto them, Suchen Sie nach einem Weg kontinuierlich zu schrumpfen Computerchips, während noch mehr Transistoren auf Pressung, IBM scientists are working on a whole new way to build processors — using DNA. Wissenschaftler arbeiten an einer ganz neuen Art und Weise zu bauen Prozessoren - mit DNA.

For the past year and a half, researchers at IBM have been working on creating a new way to make the patterns used to lay out the transistors and wires that go on a chip. Für das abgelaufene Jahr und eine Hälfte, Forscher bei IBM gearbeitet haben über die Schaffung eines neuen Weg, um die Muster zu legen, die Transistoren und die Drähte go on a Chip. Today, semiconductor manufacturers use optical lithography, which uses light to transfer the pattern. Heute, Halbleiter-Hersteller verwenden optische Lithographie, die Licht verwendet, um die Muster. The problem, according to Das Problem, nach Joe Gordon Joe Gordon , senior manager for materials for advanced technology at IBM, is that it’s difficult to shrink the pattern using today’s techniques. , Senior Manager für Materialien für fortgeschrittene Technologie bei IBM, ist, dass es schwierig zu schrumpfen das Muster mit der heutigen Technik.

And since Gordon said 50% of the improvement in processor performance comes from shrinking the pattern, scientists need to come up with a new way to create the patterns. Und da sagte Gordon 50% der Verbesserung der Prozessor-Leistung kommt aus schrumpft das Muster, die Wissenschaftler brauchen, um eine neue Art und Weise zu erstellen, die Muster.

That’s where the DNA strands come into play. Das ist es, wo die DNA-Stränge ins Spiel kommen.

“Right now, the industry road map is [that] we’ll get down to 22 nanometer-size features on a chip,” said Gordon. "Gerade jetzt, die Industrie Road Map ist [,], bekommen wir bis zu 22 Nanometer-Größe Funktionen auf einem Chip", sagt Gordon. “We’re looking at ways to go down beyond that. "Wir suchen nach Wegen zu gehen darüber hinaus. It’s very clear it will be difficult to go smaller than that using the optical lithography we know today. Es ist ganz klar, wird es schwierig sein, zu gehen, dass die Verwendung kleiner als die optische Lithographie wie wir sie heute kennen. Using DNA will help us do that.” Mit DNA wird uns helfen, tun. "

Greg Wallraff, a staff scientist at IBM, explained that the researchers are laying single molecules of DNA onto the chip’s surface and using them as a template for assembling electronic components, like Greg Wallraff, ein Mitarbeiter Wissenschaftler bei IBM, erklärte, dass die Forscher mit der einzigen DNA-Moleküle auf der Oberfläche des Chips und sie als Vorlage für die Montage elektronischer Komponenten, wie nanotubes Nanoröhrchen and Und nanowires Nanodrähte . The DNA used by the researchers comes from a virus, he added. . Die DNA, die von den Forschern stammt aus einem Virus, fügte er hinzu.

Wallraff said the IBM research team is working with Wallraff sagte der IBM Research-Team arbeitet mit California Institute of Technology California Institute of Technology scientist Wissenschaftler Paul Rothemund Paul Rothemund , who has developed a way to assemble single molecules of DNA into complex structures. , Hat sich einen Weg zu montieren einzelner Moleküle der DNA in komplexen Strukturen. Building on that research, the IBM scientists are trying to wrangle the DNA into usable templates. Aufbauend auf, dass die Forschung, in der IBM-Wissenschaftler versuchen, den Streit in brauchbare DNA-Vorlagen.

“People say DNA is the blueprint for life,” said Wallraff. "Die Leute sagen, DNA ist die Blaupause für das Leben", sagte Wallraff. “The specific structure of DNA has unique features. "Die spezifische Struktur der DNA verfügt über einzigartige Eigenschaften. It’s basically programmable. Es ist im Grunde programmierbar. You can design DNA into unique shapes, with specific attachment sites. Sie können Design-DNA in einzigartigen Formen, mit spezifischen Anlage. Then we pour this DNA solution onto a silicon substrate, and the DNA assembles itself exactly where we want it to on the chip, and then we assemble the components on top of that.” Dann haben wir für diese DNA-Lösung auf einem Silizium-Substrat, und die DNA-versammelt sich genau dort, wo wir wollen, dass er auf dem Chip, und dann werden wir die Montage der Komponenten am Anfang stehen. "

The attachment sites on DNA, which is where the nanowires and transistors would attach on the template, can be made much closer together than with traditional pattern manufacturing techniques. Der Dateianhang Websites auf die DNA, das ist der Ort wo der Nanodrähte und Transistoren legen würde auf der Vorlage, kann viel enger zusammen als mit traditionellen Muster Fertigungstechniken. With DNA, the attachment sites are 4nm to 6nm apart. Mit DNA, die Anlage Seiten sind 4nm zu 6nm abgesehen. Normally, they’re about 45nm apart. Normalerweise werden sie über 45nm abgesehen.

“Think of it as tiling a floor. "Sehen Sie es als Fliesen ein Wort. These DNA pieces are like tiles,” explained Gordon. Diese DNA-Stücke sind wie Fliesen, "erklärt Gordon. “Each tile has some array of electronic components. "Jede Kachel hat einige Palette von elektronischen Komponenten. Those tiles are placed on a chip in a larger array so there are thousands or millions on a chip. Die Fliesen werden auf einem Chip in einem größeren Array, so gibt es Tausende oder Millionen auf einem Chip. The second step, which we don’t know how to do yet, would be to wire them all together. Der zweite Schritt, den wir nicht wissen, wie noch zu tun, wäre die Draht sie alle zusammen. We’ve got sizes well below conventional lithography.” Wir haben Größen deutlich unter konventionellen Lithographie. "

Once the nanotubes and wires are laid onto the template, the DNA would be extracted. Sobald die Nanoröhren und Drähte sind in der Vorlage, die DNA extrahiert werden würde. Wallraff said millions of the DNA templates would be needed for a single chip. Wallraff sagte die Millionen von DNA-Templates wäre, die für einen einzigen Chip.

Gordon noted that the research team is far from figuring out the whole process needed to make the DNA model work. Gordon stellt fest, dass die Forschungs-Team ist bei weitem nicht daran, herauszufinden, der gesamte Prozess benötigte, um die DNA-Modell arbeiten. “We don’t have a good picture of exactly how you would do everything,” he said. "Wir haben kein gutes Bild von genau, wie Sie würde alles tun," sagte er. “How do we make the tiles stick together in the right places? "Wie können wir die Fliesen kleben zusammen an den richtigen Stellen? Can we get the nanowires to attach to the tiles in the right places? Kann man die Drähte zur Befestigung der Fliesen an den richtigen Stellen? Can we wire them up?” Können wir sie auf Draht? "

Wallraff said the next steps will be connect all the tiles together and check the defect levels during assembly. Wallraff sagte, die nächsten Schritte wird die Verbindung alle Steine zusammen, und überprüfen Sie die Fehler bei der Montage Ebenen.

Actually using this pattern technique is probably 10 to 20 years away, he noted. Eigentlich mit diesem Muster Technik ist vermutlich 10 bis 20 Jahre entfernt, stellte er fest.

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