IBM研發DNA晶片獲重大突破

IBM研究中心（IBM Research）和加州理工學院於週日共同宣佈，利用DNA分子設計下一代晶片已獲得重大進展，可望用來製造出尺寸更小、功能更強大、且更省電的未來晶片。

這次主要的技術突破在於成功把DNA的「自我組合」（self-assemble）能力結合到晶片的蝕刻法（lithographic patterning）。負責這項研究計畫的IBM科學家Paul Rothmund表示，DNA分子具有「自我組合」特性，能夠組成三角形、四邊形、或星形等不同形狀。利用此一性質，可將DNA分子覆蓋在沉積數百萬個微小碳奈米管或奈米粒子的晶片表面，以作為類似支架之用。與現有的晶片設計相較，碳奈米管就像是電晶體，而DNA分子作用便是電晶體間的連線，可以此原理製造出非常微小的晶片。

過去數十年來，矽晶技術的持續微縮，目的就是要將更小的線路蝕刻在晶片表面，以獲得更高的整合度，並同時降低成本。目前，最快的電腦晶片是以45奈米製程製造，未來若要進展至22奈米技術，由於已近乎達到矽晶材料的物理極限，不但製造的困難度高，而且非常昂貴。

若要利用DNA技術製造晶片，科學家得先以傳統的晶片製造技術製作一蝕刻樣式，上面有所需的電路圖形。然後，將DNA溶液倒在矽晶表面，這時DNA會依蝕刻版上的電路圖形自我組合成微小的三角形和正方形，科學家將其稱之為DNA摺紙技術（DNA Origami）。

Rothmund指出，接下來最主要的任務便是要找出如何在DNA支架上堆積出數百萬個碳奈米管或奈米粒子的方式。若能精確地將這些微小的Origami放置在晶圓表面，我們就可以利用DNA的特性製作出奈米電路板。因此，此技術的重點在於DNA結構是否能夠正確、精密地自我組合成晶圓上的電路圖形。

不過科學家表示，儘管此技術有其未來發展潛力，但距實際的商業化應用還有一段不小的距離。因此，是否真能對半導體產業帶來革命性的改變，現在還無法做出定論。

此一研究成果將發表在這一期的自然奈米技術(Nature Nanotechnology)期刊。(編譯/范眠)


DNA摺紙技術圖示