制造业:8月7日

DNA rom
的国家科学基金会(NSF)和半导体研究公司(SRC)投资1200万美元开发一个新的吗类的记忆和其他技术,如dna只读存储器(ROM)、核酸内存(南)和基于酵母细胞神经网络。

的努力称为半导体合成生物学信息处理和存储技术(SemiSynBio)计划。NSF SemiSynBio是一个伙伴关系和SRC。

现有的记忆是可靠和便宜,但是他们有一些局限性。所以,行业发展的新一代记忆类型,如MRAM、相变和ReRAM,非易失性的无限的耐力。

在研发中,研究人员也在开发各式各样的生物记忆。生物结构与半导体集成技术可以存储1000倍数据比目前的能力,并保持一个多世纪以来,消耗更少的能量。

例如,该行业正在归档存储技术使用脱氧核糖核酸(DNA)。DNA是一种很有前途的下一代电子设备内存平台。DNA不降低随着时间的推移,非常紧凑。因此,它可以用来存储大量的数据在一个小小的空间在很长一段时间。

研究人员已经使用DNA编码遗传信息的基本分子生物学,作为一个可编程的基石——分子乐高——创建复杂的材料和专门设计的功能。(来源:Ke,生物医学工程部门,埃默里大学和佐治亚理工学院)

越来越多的公司正在研究DNA存储。例如,去年生物科学,微软和华盛顿大学存储两个音乐表演的录音蒙特勒爵士音乐节使用DNA存储。

在计算机、离散单元存储为“0”和“1”作为二进制代码。相比之下,DNA分子与序列的离散单位编码信息。在DNA分子,单位包括四个不同的核苷酸碱基:腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)。

音乐表演编码到档案存储在DNA复制,生物科学,微软和华盛顿大学的设计使用DNA编码四步流程,合成/存储、检索和解码。

仍然有许多技术和基本的挑战使DNA存储成为现实。

为了帮助解决这个问题,工业设计SemiSynBio程序。在一个项目工作,大学的回应华盛顿大学和埃默里大学正在开发DNA rom。我们的目标是开发一种设备,可以根据需要设定,读电,能够与传统的半导体长期数据存储和检索。为此,研究人员将开发一些技术:

*DNA-nanowires的发展。这些纳米线将增加使用自下而上的自组装技术与分子和离子掺杂物,无机结构的模板化发展。

*设计规则的开发基于dna的多层次的记忆细胞。

*最后,基于dna的十字丝ROM的发展。

加州大学戴维斯分校的研究人员,华盛顿大学和埃默里大学希望利用DNA分子自组装构建一个“DNA-ROM”,可以存储数字信息。(来源:乔希Hihath /作为客)

除了DNA rom, SemiSynBio资助其他项目,如芯片上的纳米级存储系统使用嵌合DNA, DNA数据存储与纳米孔阅读、核酸记忆,redox-enabled bio-electronics YeastOns。YeastOns沟通酵母细胞神经网络实现的。

在程序中,博伊西州立大学正在开发核酸内存(南)。为此,有两个存储介质prototypes-digital南南(seqNAM) (dNAM)和序列。

“dNAM,信息被编码成DNA序列的空间安排上定义的可寻址DNA折纸纳米结构,称为南存储节点。DNA折纸提供了一个方便的途径和高收益的一种已证实的方法和不结盟运动的快速原型节点结构,”据NSF。“seqNAM信息编码在部分数据保持单链链。”

工程、黎明蒂尔伯里,NSF的助理主任说:“虽然目前的能力在过去的几十年中,大幅改善硅等材料物理约束,似乎限制计算在非常小的尺度上。生物材料和设计建议耐人寻味的可能性来克服这些困难的低能源成本。”

Erwin Gianchandani, NSF计算机和信息科学与工程助理主任,补充说:“这项研究将为设备和更大的存储容量和用电要低得多。想象一下,例如,在美国国会图书馆的全部内容在设备上只有指甲盖大小的。”

OxRAM晶片
Leti,一个研究所东航科技,CMP服务组织提供了原型和少量生产ICs和MEMS,推出了该行业的第一multi-project-wafer(”)的过程为捏造OxRAM设备在200 mm铸造平台。

OxRAM是一个新兴的非易失存储器,这是一个类型的电阻RAM (ReRAM)。一般来说,有两种主要类型的ReRAMs-oxygen-vacancy ReRAM CBRAM。Oxygen-vacancy ReRAMs被称为氧化物ReRAM或OxRAM。OxRAM可用于嵌入式内存应用等先进节点微控制器或安全产品,以及人工智能加速器和神经形态计算。

OxRAM结构(来源:CMP Leti)

”服务可用Leti 200毫米的CMOS线。服务开发OxRAM提供了一种方法。它包括Leti先进的记忆与OxRAM技术演示(疯狂)掩模组。新技术平台将基于titanium-doped氧化铪活跃层。这项技术有一个设计工具,包括布局、验证和仿真功能。库提供一个全面的主动和被动光电组件的列表。设计工具环境兼容所有CMP。

艾蒂安诺瓦克,Leti实验室先进的内存,说:“这个”能力,再加上我们的记忆先进的演示平台,是基于广泛的工具箱,使定制的研究与我们的合作伙伴,并提供一个基准不同NVM解决方案”。

主任约翰•Crebier CMP,补充道:“这是一个机会对于许多大学,初创企业和中小企业在法国,欧洲、北美和亚洲利用这种新技术,”服务。”

生物显微镜
Imec一直获得150万欧元的资助使一个超小型显微镜技术基于片上光子学和CMOS图像传感器。Imec将开发技术集成的高分辨率芯片上的结构化照明显微镜(IROCSIM)。这项技术可以用于DNA,生物学和医学。

尼尔斯Verellen、高级光子学在Imec研究员和项目负责人,说:“紧凑、高分辨率和高通量显微镜设备将产生深刻变化的细胞生物学家做研究,DNA测序的方式变得越来越容易,可以诊断某些疾病的方式,新药物筛选在制药行业,在偏远地区和卫生保健工作者可以诊断病人。”