现代微处理器是世界上最复杂的系统之一，但是它的核心是一个非常简单和美观的设备-晶体管。微处理器中有数十亿个几乎相同的晶体管。因此，提高晶体管的性能和密度是使它们驱动的微处理器和计算机更有效地工作的最直接方法。硅晶体管规模的缩小推动了电子技术的发展。当摩尔定律终结时，硅晶体管的收缩变得越来越困难。基于半导体碳纳米管的晶体管可替代先进微电子设备中的硅晶体管，类似于金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。它们成为构建下一代计算机的基本单元。当然，尽管碳纳米管场效应晶体管（CNFET）的能效比硅场效应晶体管高，但它们中的大多数仍存在于实验室中。现在，麻省理工学院（MIT）Shulaker的研究团队优化了标准化纳米管堆叠溶液的过程，在晶片上堆叠了少量纳米管溶液，这显着提高了生产量，将堆叠过程加快了1100倍以上，并将它们一起减少了。成本。这使他们能够在商业化的硅制造工厂和大批量的半导体铸造厂中制造碳纳米管场效应晶体管。 Max M. Shulaker是2013年第一台碳纳米管计算机研究结果的第一作者；他于2016年以助理教授的身份加入麻省理工学院，并继续进行碳纳米管的研究。现在，将碳纳米管从实验室转移到工业现场的主要挑战是：用于制造碳纳米管场效应晶体管的所有材料和工艺必须满足硅基商业生产设备的严格兼容性要求，并且更深层次水平挑战还在于如何在工业标准基板尺寸（直径200mm及以上的晶圆）上均匀地积碳纳米。要完成这项碳纳米积累技术，必须满足三个条件：一是确保大规模生产，并最大程度地降低成本；二是确保碳纳米管的生产。另一个是能够使用现有设备而不会引入受阻的化学污染物或颗粒；第三是完成比同等规模的硅基底更强的功能。在实验室中构建CFNET的最有效方法之一是纳米管堆叠方法，即将晶片浸入纳米管液体中，直到纳米管粘在晶片表面上。碳纳米管场效应晶体管（CNFET）的功能在很大程度上取决于堆叠过程，该过程会影响晶片表面上碳纳米管的数量和方向。 “他们”它们要么以随机方向粘贴到晶圆上，要么全部以相同方向排列。尽管这种堆叠方法在工业上非常实用，但是它无法对齐纳米管。在仔细观察堆叠过程后，研究人员发现，间歇性干燥和浸入晶片的方法干式循环可以将堆叠时间从48小时显着缩短到150秒。通过ACE方法来培养和改善碳纳米管积累的方法。因此，他们提出了ACE（通过蒸腾作用进行人工浓缩）以在晶片上堆积少量纳米管溶液，而不是将晶片浸入浴中。溶液的缓慢蒸发增加了碳纳米管的浓度和堆叠在晶片上的纳米管的总密度。现在，研究人员已经与商业硅制造公司ADI公司和半导体铸造厂SkyWater Technology合作，使用改进的方法生产CNFET。他们可以使用两个工厂中使用的相同设备来制造硅基晶圆，同时确保纳米管解决方案满足两个工厂中严格的化学和污染物要求。值得注意的是，这项研究的输出不是传统意义上的计算机芯片，而是制造工艺的演示，晶体管的栅极长度（即制造工艺）为130nm，相当于2001年代的芯片加工。新工艺还仅完成了45个纳米管/微米，仍远低于研究人员先前预测的200个最佳密度。但是，研究人员还分析了纳米管的密度与能效之间的关系：即使在较低的密度下，成本节省也将是可观的。即使纳米管的密度为25，也将带来约2.5倍的能源效率提高。尽管将这一突破转化为实用芯片还有很长的路要走