美半导体研究联盟启动半导体合成生物技术项目.pdf

【半导体合成生物技术项目概述】 美国半导体研究联盟（SRC）于2013年启动了“半导体合成生物技术”（SSB）项目，旨在通过融合生物启发的半导体系统研究，推动未来信息技术的颠覆性发展。该项目初期投入225万美元，资助麻省理工学院、麻省理工艾摩斯特分校、耶鲁大学、乔治亚大学、杨百翰大学及华盛顿大学等六所大学进行为期三年的研究。 【项目目标与方法】 项目的主要目标是促进未来多代集成电路的发展，通过非传统方法解决半导体行业面临的挑战。它利用“受生物启发”的方式，区别于传统的仿生学，更注重理解生物系统的内在机制并将其应用到半导体技术中。这种深度理解和应用有助于解决微纳电子技术在原子和分子级别上的难题，为集成电路的微细化提供创新解决方案。 【重点研究领域】 1. 细胞形态-半导体电路设计：受细胞中化学回路和信息处理活动启发，研究如何将这些生物机制应用于电路和信息处理技术，尤其是在模拟和数字设计、低能耗电子系统等领域。 2. 生物电子传感器、执行器和能量源：计划将活细胞与CMOS技术结合，创建生物半导体混合系统，以实现高灵敏度和低功耗的生物传感器。 3. 分子级精确增材制造：随着特征尺寸减小到5纳米，DNA被用作构建模板的指导性信息，以提高制造精度和效率，降低DNA纳米结构制造中的缺陷。 【项目意义】 SSB项目不仅推动了半导体行业的技术进步，还可能孕育出跨学科的创新成果，为多个工业领域提供突破性的解决方案。通过这样的研究，有望开发出新型的集成电路，提升其性能、设计和应用范围，进一步推动信息技术的革命。 【忆阻器与类脑图像处理器】 项目中提到的忆阻器是实现类脑计算的关键器件。忆阻器具有记忆和逻辑功能，可以模拟哺乳动物大脑中神经元间的突触，形成可塑性的连接。这使得人工神经网络能够根据输入数据调整连接强度，实现类似于大脑的认知能力。忆阻器在类脑图像处理器中的应用，可以进行复杂的目标识别，如区分不同型号的飞机。 “半导体合成生物技术”项目是半导体领域的一次大胆尝试，它将生物学的智慧与半导体技术相结合，探索未来信息技术的无限可能，预示着一个全新的科技时代。