研究人士在最近举行的AVS国际研讨会暨展览会上表示，随着摩尔定律时代的终结成为可能，找寻当今CMOS基硅片的替代品变得迫切起来。然而直到今天，在不到十年就走到头的令人惶恐的后CMOS时代，还没有公认的或具成本效益的器件技术腾空出世。

      这一时代，意味着现今芯片制造厂的硅体无法再缩小，可能到□015年或更早就终结。到那时，加工厂将需要一种替代技术，如碳纳米管、纳米线、分子电子、量子计算、三维晶体管设计和旋子等。半导体工业有可能遭遇到其它横扫千军而且费用高昂的变动，包括大约于2021年出现的675毫米晶圆加工令人不寒而栗的前景。

      但是，675mm加工并未被视为后CMOS时代最关键的元素。行业遇到的更多压力令选择范围和发现更可行的下一代器件技术视野越来越窄，英特尔公司外部材料研究经理 C. Michael Garner表示。“摩尔定律将延续，”Garner说道，“但行业需要在2010和2011年以前定义一种[能取代CMOS基硅体]的器件技术。”

      说得容易做起来难。芯片制造商、大学和政府支持的联盟已花费数百万研究下一代器件，所有器件都存在折衷，并使加工更复杂。

      对于庞大的资金花落谁家依然无法达成共识。“现在完全敞开，”威斯康辛大学纳米级科学和工程设计中心化学和生物工程Smith-Bascom 教授Paul Nealey指出。这所大学是研究图形(pattern)辅助自装配的数家机构之一，这种技术有可能成为光---也许是甚超紫外线光刻下一个十年的终级取代者。

      纳米管充当救兵？

      前沿芯片制造商正调查一系列面向2013年及以后的新奇技术。比如英特尔，正在研究三门晶体管、碳纳米管、硅纳米线、III-V族元素基芯片、旋子、相便逻辑器件、干扰器件和光开关。在这些新技术中，碳纳米管(由石墨薄片卷成的柱体可决定器件电子特性)首当其冲赢得的呼声最高。

      开发新型非易失性存储器的初创公司Nantero声称，已成为首家将碳纳米管投入生产厂的公司。其非易失性随机存取存储器NRAM，基于铺设于蚀刻沟道内的碳纳米管矩阵结构。该公司宣称春季已加工并测试了22纳米的存储器开关。

      在AVS上，英特尔暗示道，碳纳米管在后CMOS时代逻辑应用领域具备最广阔的前景。该芯片巨头称已制造出20到50GHz的碳纳米管器件，线宽尺寸为2-5纳米。但英特尔没有指望下一个十年逻辑应用领域能采用碳纳米管。问题在于控制器件的材料特性，该公司元件研究总监兼技术制造分部副总裁Mike Mayberry表示。“可在实验室规模内没问题，但我们不清楚如何把数百万的它们放置到晶圆上。看起来这真的是一大棘手的挑战。”

      其他人士表示行业应该朝向其它方向。“旋转似乎是最有希望的，”纳米电子研究创新联盟总监Jeffrey Welserb表示，该联盟寻求论证极限尺寸10纳米以下的新型器件。通过“旋转”，Welser指的是一种实验技术名为旋子，或旋转电子，实指数据储存中电子旋转的作用。

      S如何加工这些下一代器件还有待观察。如果或者当光刻气数已尽，威斯康辛大学已提出了一种奇特的技术：自装配。1月，该大学发现，当沉积到独特的光刻二维表面图形上时，这种已知为嵌段聚合物(block copolymers)的材料将自发地装配成错综复杂的3维形状。实验论证了同标准半导体光刻工具构建复杂3维纳米结构的策略。

      另一大部确定性是下一代加工厂。芯片工业处于300mm加工时代。根据国际半导体技术蓝图，450mm加工时代预计出现于2012年左右。有些人士认为450mm加工将毫无建树，部分原因是天文费用及缺乏技术设备。然而，英特尔预计将推进到450mm加工，耗资50亿美元或更多。

      下一个是什么呢？如果以此类推，450mm以上的下一代加工厂将制造巨大的675mm晶圆，起始于2021年的时间框架上，Garner透露。目前，675mm晶圆尺寸只是假想。他表示：“它代表我们下步可做什么，但并未纳入到技术路线中。”