原子制造与原子微系统-太赫兹科学与电子信息学报

第 14 卷
第5期
太赫兹科学与电子信息学报
Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology
Vo1． 14， No． 5 Oct． ， 2016
2016 年 10 月
文章编号： 2095-4980(2016)05-0793-07
原子制造与原子微系统： A2P 与强约束 集成微系统技术的结合
李 沫
a,b
，李
倩
a,b
，张
健
a,b*
( 中 国 工 程物 理研 究 院 a. 微 系统 与 太 赫兹 研究 中 心 ，四 川 成 都 610200 ； b. 电 子 工 程 研究所 ， 四 川 绵 阳 621999)
摘
要 ： 介绍了国外从原子到产品 (A2P) 研究，阐述了强约束集成微系统技术的微观架构及其
两“微”内涵。在此基础上，将 A2P 与强约束集成微系统理念相结合，提出了原子制造和原子微 系 统 概念 ，并 初 步分 析了 其 科学 技术 框 架体 系。 我 们认 为， 原 子制 造和 原 子微 系统 技 术是 从“ 材 料到系统”的集成微系统技术向原子层次的进一步延伸和发展，主要包含如下内涵： a) 研究如 何 开 发 先进 工艺 ， 跨越 原子 尺 度到 宏观 尺 度的 制造 鸿 沟， 使得 从 原子 出发 集 成定 制的 宏 观尺 度产 品 或系统能够保持优良的“原子级”特性； b) 研究原子层级微观特性在向宏观产品传递过程中的变 化 的 物理 过程 ， 讨论 如何 实 现原 子层 次 优良 特性 的 选择 性保 留 以及 新特 性 开发 ，进 而 实现 系统 更 强 功 能及 更高 性 能。 原子 制 造和 原子 微 系统 技术 具 有很 强的 前 沿性 、颠 覆 性， 有望 为 后摩 尔定 律 时代提供一条全新的技术途径，引发一场新的重大技术革命。 关键词 ：从原子到产品；强约束集成微系统；微观架构；原子制造；原子微系统 中图分类号 ： TN05 文献标识码 ： A doi ： 10.11805/TKYDA201605.0793
Atom assembly and atom microsystem：a blend of A2P and strongly constrained integrated microsystem
LI Mo a,b ，LI Qian a,b ，ZHANG Jian a,b*
(a.Microsystem & Terahertz Research Center， China Academy of Engineering Physics， Chengdu Sichuan 610200， China； b.Institute of Electronic Engineering， China Academy of Engineering Physics， Mianyang Sichuan 621999， China)
Abstract：Researches about Atoms to Product(A2P) are firstly introduced. Then the connotation of Strongly Constrained Integrated Microsystem(SCIMS) and its micro architecture are demonstrated. A new concept named atom assembly and atom microsystem is proposed based on these ideals, by blending the technological ideas of A2P and SCIMS. Its science & technology framework are analyzed preliminarily. It is believed that, atom assembly and atom microsystem is a further development and expansion deep into atom scale of SCIMS. It contains following principles and goals: first, to develop the technologies and processes to assemble nanoscale(atom scale) constituents into materials, components and systems that preserve distinctive nanoscale properties; second, to study the vanishing physical process of nanoscale properties when nanoscale constituents are manufactured at larger “product - scale” dimensions, and to exploit unique nanoscale characteristics which may benefit for “product - scale” systems with higher performance. The concept of atom assembly and atom microsystem is very frontier, challenging and subversive, which may provide a feasible approach for post Moore ’ s Law era and trigger a technological revolution. Key words： Atoms to Product； Strongly Constrained Integrated Microsystem； micro architecture； atom assembly；atom microsystem 很多材料处于纳米尺度时，会表现出许多独特的“原子级”物理特性，如量子伏安特性 [1] 、显著下降的熔点 [2] 、
收稿日期：2016-05-13；修回日期：2016-07-19 *通信作者：张 健 zhangjian@