可實現(xiàn)制造技術(shù)

被稱為制造科學的許多東西都可應用在很大范圍內(nèi)的產(chǎn)品和尺寸比
例上。密切相關(guān)的制造能力和質(zhì)量控制無論在軍事上還是在民用市場都
會隨著產(chǎn)品的類型和規(guī)格的不同而有很大改變。在某種材料(例如：飛
機渦輪發(fā)動機葉片的磨光金屬表面)上完成的微型表面加工與制造相似
尺寸下的MEMS器件部分(例如：亞微米級的微型加速計)是完全不同的。
類似地，生產(chǎn)納晶體材料與制造分子電子產(chǎn)品也是完全不一樣的。在這
一章，委員會考慮了一些制造產(chǎn)品的總的方面及某些特殊的方面，這些
產(chǎn)品的性能取決于結(jié)構(gòu)、材料、還有微米或納米尺寸下的化學特性。

應用于軍事上的材料、零部件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)以及平臺主要從工業(yè)
上購買。很少是由國防部制造的軍事硬件。因此，用于軍事方面的工業(yè)
制造是·十分重要的。這一點適用于合金、天線、雷達、導彈以及飛機
等這些現(xiàn)代軍事武器，但更適用于微納米技術(shù)所制造的硬件。圖4-1總
結(jié)了不同的單元在尋求、維修、使用軍事硬件方面所起的作用。

集成電路的制造是一個自上而下的過程，其起始點是一個平面晶片
，在這個表面定義圖案并且經(jīng)過添加(薄膜淀積和生長)或去除(蝕刻)工
藝而成。這些已經(jīng)發(fā)展成為非常精密的企業(yè)，可以低成本，大批量生產(chǎn)
極其復雜(約1億個晶121體管)可靠的電路。然而，這會有很多限制。其
中一個就是將基于光學的光刻技術(shù)擴展至納米尺寸，這個尺寸比紫外線
的光學波長小很多。另一方面是使用在ICs上材料的限制。納米技術(shù)委
員會正在調(diào)查研究基于各種材料的不同技術(shù)，但能否把這些技術(shù)不同的
處理要求協(xié)調(diào)在一起還不很明朗。

納米尺度下的自組裝是一種完全不同的制造方法。它利用分子和分
子間力來定義原子、納米和微米結(jié)構(gòu)。自組裝依靠適當?shù)姆较蚝涂刂疲?br>這些是在工藝的各個階段由子單元或以積木的方式預編程所完成的，如
包含在子單元中的識別元素。晶體生長是一個精細的、大范圍次序自組
裝的范例。生存物種證明了具有交互功能的、復雜的三維結(jié)構(gòu)是有可能
的。由上而下(光刻和圖形轉(zhuǎn)化)和由下而上(自組裝)的方法結(jié)合在一起
為把當前的差距過渡到這些范例提供了一種方法。

這些不可調(diào)和的原材料問題來自于不同的設(shè)備和子系統(tǒng)的個體最優(yōu)
化，還有在很小的比例上類似組裝工藝到自動組裝線。在這里，由上而
下(拾取和放置)和由下而上，  自組裝激勵方法(DNA輔助)都正處于大
量的調(diào)查研究中。

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