【IT】カーボン・ナノチューブ・トランジスター（CNT）だけで組み立てられた世界初のコンピューターを披露／スタンフォード大

エレクトロニクスの微細化、高速化、性能向上という未来への進化の一環として、
米スタンフォード大学の研究員は25日、カーボン・ナノチューブ・トランジスター（CNT）のみから
組み立てられた初の作動するコンピューターを披露した。

超高純度の炭素から成るこれらの均一の筒状のチューブは、全ての原子の内部にある
量子粒子や全ての細胞内にあるDNAを含め、研究者が調査している多くの新種の材料の1つだ。
こうした研究者の調査は、エレクトロニクスの開発者が従来のシリコン・トランジスターの
微細化の限界に近づいているときと期を同じくして行われている。

未成熟の段階ながら、この発明は、特殊なカーボン繊維を使って製造したトランジスターを用いて
汎用（はんよう）コンピューターを組み立てることが可能だと実証するものだ。
基礎的な基本ソフト（OS）に対応し、演算処理を行い、同時に異なった複数の処理プロセスを
切り替えることができると科学者は述べた。

スタンフォード大学の電気工学研究者、マックス・シュラカー氏は
「あらゆる意味においてまさにコンピューターだ」と述べた。
このデバイスの組み立てを主導した同氏は「これはカーボン・ナノチューブから作動し、
有効な回路を組み立てられ、これが信頼度を伴って製造できることを示した」と話した。

同大学の研究は25日の科学誌「ネイチャー」に掲載された。

ドイツのミュンヘン工科大学のカーボンエレクトロニクス専門家、フランツ・クライプル氏は
「かれらはナノチューブを手なずけた」と語った。同氏はこのプロジェクトにかかわっていない。

この調査に資金援助した全米科学財団（NSF）のナノテクノロジー上級顧問、ミハイル・ロコ氏は
ナノチューブ・コンピューターについて、「科学的に重要な前進」と位置付けた。
完成した場合、「コンピューターの高速化、部品の小型化、
消費電力の約10分の1への低減が可能になる」とロコ氏は述べた。

研究者らは、電気や熱の伝導性、光の吸収、発光に極めて優れたカーボン・ナノチューブの
デジタル面の潜在性にじらされてきた。研究所で長らく好奇心の的となってきた
カーボン・ナノチューブは、原子1個相当の厚さの複数の炭素シートを、
人の毛一本よりも約1万倍薄い円筒状にしたもの。

米IBMのニューヨーク州ヨークタウンハイツにあるトーマス・ワトソン研究所の物理科学ディレクター、
スプラティク・グプタ氏は「シリコンの後継とみなされる多くの候補の中でも、
カーボン・ナノチューブが最も有望視されることに変わりはない」と語った。

（>>2以降に続きます）[1/2]

ソース：ウォールストリートジャーナル（2013年 9月 26日 20:27 JST）
http://jp.wsj.com/article/SB10001424052702304250704579098862116253516.html
画像：スタンフォード大学の電気工学研究者、マックス・シュラカー氏
http://si.wsj.net/public/resources/images/OB-ZB086_NANO1_P_20130925154417.jpg
※ソース元にニュース動画があります（英語）。

関連リンク：Natureに掲載された論文要旨
「Carbon nanotube computer」（英語）
http://www.nature.com/nature/journal/v501/n7468/full/nature12502.html

（>>1の続きです）

初のナノチューブ・トランジスターは1998年に発明された。
これはほぼすべての商用電子端末の心臓部にあるデジタルなオン/オフ・スイッチの一バージョンだ。
しかし、最近まで、研究者は微少なチューブの群れを完全な羅列、規則性、純度の下で
製造することはほぼ不可能だとみなした。これはコンピューターの複雑な集積回路（IC）に必要な条件だ。

ナノチューブは水晶のように育成される。積み木取りのシャワーのようにランダムに配置されるため、
交差接続の原因になる可能性がある。予測不能な金属製不純物が発生する確率は30％前後。
あらゆる不完全さは短絡の原因になり得る。研究者らは不純物を克服するための特殊回路設計と
強力なデバッギング手法を開発した。

商業的な可能性がけん引する形で、研究者は材料の有望な電気特性をいかすことに取り組んでいる。

昨年には、IBMの研究チームが従来のシリコン・トランジスターと比較して3倍の速度、
3分の1の電力で作動するCNTを披露した。昨年10月にはIBMのワトソン研究所の科学者グループが
1万個以上のCNT群を単一のウエハーに配置する方法について報告した。
まだこれを作動する回路につなげることはできていない。

先週には英ケンブリッジ大学の科学者グループがこれまでで最も高密度のカーボン・ナノチューブ群を
配置する単純な方法を導いたと明らかにした。従来の方式よりも5倍近くコンパクトになった。
また、南カリフォルニア大学の研究グループは最近、原子構造をカスタマイズする方法を発見した。

スタンフォードでのナノチューブ・コンピューターの実験は
「数万個のカーボン・ナノチューブ」から形成される178個のトランジスターを用いている、
とシュラカー氏は語った。スタンフォードのシステムに含まれるトランジスター数は
1950年代に製造された最も初期のトランジスターベースのコンピューターのそれに匹敵する。
研究者は60年代のコンピューターと同様の論理設計を用いた。

スタンフォードの科学者は、標準的な半導体製造手法、デザインツールを用いて
985のナノチューブ・コンピューターを単一ウエハー上に組み立てた。

このデバイスに取り組んだフィリップ・ウォン教授は
「われわれは非常に単純なコンピューターを披露した」と言い、
「われわれの達成したものと将来の製品とは膨大な距離がある」と話した。

【おわり】[2/2]

GIGAZINEに掲載された記事が分かり易かったので
こちらもよろしければご参考ください。

世界初の「カーボンナノチューブコンピューター」製作に成功、実動作も - GIGAZINE
http://gigazine.net/news/20130926-carbon-nanotube-computer/

俺の毛より１万倍薄いのか･･･

コストが気になるわ
でも よくやるわ

ハードの方は苦手です

>従来の方式よりも5倍近くコンパクトになった。

違和感が…
５分の1 でないのかい？

>完成した場合、「コンピューターの高速化、部品の小型化、
>消費電力の約10分の1への低減が可能になる」とロコ氏は述べた。

ほうほう(´・ω・｀)

>>7
コンパクトさが5倍ってことでしょ
機械翻訳でもたまに見るよ

Si>SiC>C
evolution of semiconductor

量子コンピュータが見えてきたな

>>7
「コンパクトさ」っていうのは「大きさ」の逆数
コンパクトさ5倍は、大きさが5分の1

燃費が5倍良くなった、燃費が5分の1のが同じというのと同じだ

>>11
これはあくまでノイマン型の進化型じゃない？

CNTよりも、ダイヤモンドのほうが好きです！
ブルーウォーターのようなコンピュータ誰か作らんかな。

>>14
飛行石の偽物か？

カーボン・ナノチューブといわれるとナダルの時計が頭に浮かぶ

なんだかオバマの出来損ないみたいな顔してるな・・・

ニューロリンカーでダイレクトリンクとか出来る時代が来るといいな・・・

ＣＮＴってもっと研究が進んでたと思ってた・・・というか
このままバブルメモリみたいな末路になるか、誰かがもっと革新的な技術を考え出すか
いずれにせよ、このままじゃムーア則の破綻に間に合わない

シリコンがあまりにもチップを作るのに向いている物質だから
ちょっとやそっと性能が高いデバイスを作っても置き換わらないんだよな

消費電力が減るということはクロック数増やせる？
6GHzのi7とか胸熱

量子コンピュータなんかない　幻想だよ

ノイマン型コンピュータであるかぎり、その性能限界は計算ではなく
記憶装置の容量と速度である
ソフトウエアを実行する性能で決まるのにソフトウエア解読実行ではなく
演算部分だけ早くてもソフトウエアに足を引っ張られるだけ。

外部からソフトウエアである「プログラム」を与える仕組みはチューリング
マシンそのもので、その部分は計算部分ではない。

>>22
それはアセンブラレベルでプログラミングしないとわからんだろうに
いまどき、アセンブラする奴なんかごく少数だし
Load命令でフェッチにどのくらいサイクルかかって
Store命令でどのくらいサイクルが必要かなんで
まぁレジスタだけで計算がすむとかなり速くなる

で、Load命令待ちのときに別の命令をどんどん入れていくんで
並列化が可能な処理ではあまりメモリアクセス速度は関係なくなる

周期表だと
Ｃ 炭素
Ｓｉ シリコン
Ｇｅ ゲルマニウム
なんだよな

> 従来のシリコン・トランジスターと比較して3倍の速度、3分の1の電力で作動するCNT
これってCNT一個の話だろ。電力は減るとしても何万個も集積したら速度は結局変わらん気がするな

写真の人嬉しそうだねえ 自分の子供だもんな

これ、ものすごく重大なニュースなんだけどあまり一般の人には解らないだろうな…
まぁ、最大の問題は日本の政治家も解らないってことだけど

>>23
おまえが何も理解できていないことはわかった

よく燃えそうだな

>>24
俺もそこが真っ先に引っ掛かった。
ゲルマニウムも当然シリコンもトランジスタになってた訳だし。
CNTは分子構造の違いで炭素原子だから、シリコンもゲルマニウムも分子構造によっては半導体としての挙動が変わったりしないのかな？
シリコンは既存の技術で高純度の単結晶が作れているんだし
シリコン分子をCNTのように出来たりしないのかな？

>>30
できても、電子の周回軌道が大きいため小型化できないんじゃないか。

無料の絵しか見てないけど
結局量産はフォトエッチングなんだよね
省電力化はするかもしれないけど
微細化はしないんじゃないの？

CNTを作ったのはNECの人だけど、これはもうNECには作れないかな……
全盛期のNECなら可能だったかもしれないけど

理論的に燃やせるコンピュータができるな。
００７の世界で使えるかもな。
超最先端のコンピュータを敵地に持ち込んで、分捕られても安心の心折設計。

>>33
最先端の微細化プロセスじゃなくとも超低消費電力とか超高クロックなら使い道がある。
まあNECは生産をルネサスに押し付けたからどのみち作らないだろうけど。

＞予測不能な金属製不純物が発生する確率は30％前後。
＞あらゆる不完全さは短絡の原因になり得る。研究者らは不純物を
＞克服するための特殊回路設計と 強力なデバッギング手法を開発した。

＞「数万個のカーボン・ナノチューブ」から形成される178個のトランジスター

30%の動作不良箇所を隠蔽するために
100倍以上の冗長性が必要ということか？

速度や消費電力はともかく、微細化は全然できてないな

まあそうだろう
ただ今後改善しないこともないだろう

炭素だけならものっすごい燃えるんじゃないか？電気通しただけでダメな気がする

>>38
パッケージ内に酸素を入れなきゃいいし、熱を逃がしやすいため発火点にも達しにくい。

>1　　　　　　178トランジスター
Intel4004　2300トランジスター
Z80　　　　 8200トランジスター

この辺は作ろうと思えば作れるんだろうな

それらが三倍速くても

　カーボン・ナノチューブトランジスタ、画期的な技術には違いないが既存の技術を応用して組み立てるなら
ブレークスルーとはならないだろう。　これを生かすには自己組織型の化学反応を応用するしかない。　
基盤に固定と絶縁は有機材量を使わなければいけないだろうし、配線をどの様な方法で実現するか？

　この分野とは無関係なバイオ技術と自己組織型の化学反応と半導体製造の技術を組み合わせる形になるかも
知れない。　細胞組織の培養で特定のパターンを形成し、特定の細胞がある種の金属化合物を沈着させ、それを高温で
熱分解、操作型電子顕微鏡でパターンチェック不良なパターンを焼き切る。　次に自己組織型化学反応でさらに
微細なパターンを作成。　そして高温の炉でカーボンナノチューブを作成。　もう一度化学反応でランダムに出来た
カーボンナノチューブを選択除去・・・などと連想してみた。

　どちらにしても独創的な発想が必要と思う。

キャッシュメモリを作ってスピードを測定しなさい。

最近アメリカにやられっぱなしじゃん。

萌・・・燃えるコンピューター

まだ10年くらいかかりそうだなw

飯島さんのノーベル受賞にむけてアメリカ人が尽くしてくれてるようだな
くるしゅうないぞ

若いと思ってたけどググったら飯島澄男、74歳って結構な歳だな。
10年以内には貰えるな。

　ウェーハーの９�o？
そのまま使ってるけど大丈夫かよ。
あれ、ミクロンの塵でも壊れるぞ！！

>>24
臭い下痢
だな

スタンフォード大学は、
鉄道王の寄付によってつくられた。
寄付の条件は、土地を売ってはならん。
経営状態が悪くなったときに、
広大な土地に、企業を誘致した。
ヒューレットパッカードやオラクルはそこから生まれた。

ゲームキューブサイズ

わざわざ金使うよりはコストも安く抑えられていいよね
実用化が何年先でも研究する価値あるわ

日本の大学やら半導体製造装置メーカもこういう研究開発はしてるのかね

>>53
現時点ではCNTって金よりずっと高いと思うけどな
遥かに安い製造法も研究中のはず

30%も不良があるのにそのまま受け入れて
桁違いの冗長性で動かしてしまう、
こういうのは王道じゃないわな。

日本人でこういう方向を実行する人や実行できる環境は
少ないんじゃなかろうか。思いつく人はいたとしても

量産化されればコストの問題は解決すっかもだね。
とりあえず、作ったってのはすごいな。

半導体のCNTと、導体のCNTを分ける技術を日本で発表してるとこあったの思い出した。

>>48
ポックリ逝って貰えんかもしれんな・・・

いつになったら実用化すんだよオララー！
科学は学者の道楽じゃねーぞ
俺の生活の為だろが

さっさとノーベル賞くれてやれよ
カントン圏人初のノーベル賞でトンキンメディアも大盛り上がりだぞ！

低俗な質問だけど
焼けたりしないんですか？

>>62
自作の世界では焼き鳥ってあったけど、あれだって過電圧かけたか、
ヒートシンクの取り付け失敗したかだからね。
CNTの発火点は数百度だろうけど、CNTは熱が逃げやすいので
発火事故にはなりにくいんじゃないか。

ふむふむ仰ることよ〜くわかりましたぞ…

だから何！！

正に無理解

はやいとこ消費電力10Wで4770以上の性能のCPUを作ってくれ

>>65
そうなる頃には、65が一番欲しいものはもう変わっていて
10WのCPUは65にとって脇役になっている

10Wが何らかの意味のある数字じゃないとそうだろうな。
タブレットの場合は4Wが冷却上限で意味のある数字になっている。
その範囲でできることが広がればインパクトは大きいけど。

エンコードが速くなるなら何でもいい
早く実用化してくれ

>>62
構造と手段，効率による．

例えば少し話しは逸れるけど，今あなたの体で行われている化学反応の全てを
工場で実現するには，数百度程度の温度が必要なんだけど，あなたの体温は
実際には３６度前後のはずです．

トランジスタも量子的に効率が良ければそんなに温度は上がりません．
それはカーボンナノチューブをトランジスタとして使うための構造や制御方式に
かかっています．

>>63が言っているのはそれ以外の漏れ電流による発熱の事であって，
エレメント自体の発熱とは別のものです．しかしカーボンナノチューブ
によるトランジスタの実装の電流リークが既存のものと変わらないのであれば，
今と同じように発熱するという事です．

これでわかりますか？

63は漏れ電流について語っているわけではない。
通常の使用による発熱と事故による発熱・発火を混同するなと言ってるだけ。
勝手な妄想しないように。

リーク電流はCNTでも同じく発生するが、どのくらい漏れるかが
課題の一つになってるようだ。

積み木取りのシャワーってなんだ
棒状のチューブが不規則に降ってくるって意味でいいの？