目前，半导体工业正在出现向量子物理转化的倾向。它提示，改造传统产业并不需要花费巨大，需要的只是创新思想和创新能力。

　　芯片制造商们都希望能够“印刷”出最精细的导线，因为要使芯片的性能更强大就必须把元件和导线做得更小。人们目前能够制造出的最小导线，其宽度只有一毫米的二亿分之一。在半导体工业界，人们希望把导线做得比这还小，然而由于受到物理学基本原理的限制，这项工作遇到了巨大困难。

　　前不久，来自美国和英国的研究人员提出，可以用量子力学的特殊规律来突破这一局限。量子力学的作用范围可以达到“经典”物理学所不能及的微观领域。

　　实际上，在一块平坦的半导体或金属薄膜上印刷电路，与其说是印刷，还不如说是雕刻。通常，人们是通过“蚀刻”法来制造印刷电路的，即：首先用具有活性的高聚物薄层覆盖我们想要的电路部分，然后把电路板放入蚀刻剂（例如强酸）中。这样，没有覆盖高聚物薄膜的部分就被蚀刻剂溶解了，而我们想要的部分由于高聚物薄膜的保护而保存了下来。

　　其中覆盖高聚物薄层的过程一般是这样的：首先，将能够交联成高聚物的分子涂在半导体的表面上；然后，用一束透过掩膜的光照射覆盖者这种分子的半导体表面，受到光线照射的分子被激发而相互交联成高聚物，而其他没有受到光线照射的分子仍然保持原来的“松弛”状态；最后，把这些处于松弛状态的分子用清洗液清洗掉。

　　这种方法被称为光刻法。几十年来，它在微电子工业中一直起着非常重要的作用。可是现在，它遇到了很大的麻烦。掩膜所能投下的“阴影”，最细也有光的波长那么粗。就像不可能用粗画笔画出缩影图一样，我们在一般情况下不可能印刷出比光线波长的二分之一还要小的电路来。

　　对于可见光（波长为400~700纳米），这种光刻极限大约为200纳米。实际上，由于技术上的原因，要印刷出目前最精细的180纳米电路需要使用波长为248纳米的紫外线。

　　但是要研制出性能更高的计算机，芯片制造商最少需要将电路的尺寸缩小到100纳米（0.1微米）左右。在一定程度上，这个“零点一”是半导体工业的一樽圣杯，在技术上很难突破。当然在原则上，这么小的电路仍可以采用超短波紫外线、X-射线、高能电子束和高能离子束等作为出射光的平版印刷技术来印刷。但是由于存在许多实际操作上的困难，这些技术很难商业化。

　　然而现在，加州理工学院的乔纳森·唐林（Jonathan Dowling）及其同事宣称，只要在出射光上打些注意，零点一这道关卡完全可以跨越过去。这个研究小组利用了一个被称为“量子关联”的量子力学效应。这个效应可以在光子、光束的单个“粒子”或者能包中出现。两个相互关联的光子其命运是相互联系在一起的：如果这两个光子中的一个受到某种作用，那么另一个光子也会立刻受到某种相应的作用，而不论这两个光子相距多远。这种奇怪的“超距作用”是量子物理世界的一个特性。

　　正如唐林小组在《物理评论快报》上所报告的那样，如果通过让两个相互关联的光子互相反弹，把它们重新结合在一起，那么它们的行为就像一个波长臧半的单个光子一样。

　　原则上，用这样的光线“写”出的电路，其尺寸可以仅仅为使用正常光线所得电路的四分之一。而且，如果让三个光子相互关联（当然，做到这一点要困难得多），那么这三个光子的“有效”波长将仅为“真实”光线的三分之一，所得电路的尺寸也将缩小为原来的九分之一。

　　半导体工业是否真的转向量子物理以维持其难以置信的微型化步伐还不得而知。但是，唐林等人的这项工作却向我们表明：彻底改造一个产业其实并不需要花费太多的精力，一点点创造力就足矣！

　　[Nature，2000年9月22日]