エレクトロニクス：単一チップでの演算とデータ記憶のためのナノテクノロジーの三次元集積化
Nature 547, 7661 doi: 10.1038/nature22994
将来のデータ集約型アプリケーションの演算需要は、現行のエレクトロニクスの能力を大幅に上回る見通しであり、トランジスター、データ記憶技術、集積回路アーキテクチャーをそれぞれ単独で改良しても、この需要が満たされる可能性は低い。代わりに、新しいナノテクノロジーを用いて改良型デバイスと新しい集積回路アーキテクチャーを同時に実現する革新的なナノシステムが必要とされている。今回我々は、そうした革新的ナノシステムのプロトタイプを提示する。このナノシステムは、100万個以上の抵抗変化型メモリーセルと200万個以上のカーボンナノチューブ電界効果トランジスターから構成され（これらはエネルギー効率の高いデジタル論理回路や高密度データ記憶に用いられる有望な新しいナノテクノロジーである）、単一チップ内に垂直に積み重ねた複数の層の上に作製したものである。従来の集積回路アーキテクチャーとは異なり、積層構成とすることで、演算層、データ記憶層、入出力（今回の場合はセンシング）層が細粒度で高密度に垂直接続された三次元集積回路アーキテクチャーが実現された。結果として、我々のナノシステムは、毎秒大量のデータを収集し、それを直接オンチップで記憶し、収集データをin situ処理し、「高度に処理された」情報を生成することができる。我々は、実用的なプロトタイプとして今回のナノシステムを用い、周囲の気体を検知し分類した。さらに、このナノシステムでは各層がシリコン論理回路層の上に作製されているので、シリコンを用いる技術向けの既存のインフラストラクチャーに適合可能である。こうした複合ナノ電子システムは、将来の高性能で高エネルギー効率の電子システムに不可欠となるであろう。
