با کوچکتر شدن مرتب صنعت نیمه رساناها و رسیدن به مقیاس نانو انتظار می‌رود سازندگان پیشگام تراشه تا سال ۲۰۰۹ به خوبی بتوانند پروسسور‌هایی را با استفاده از فناوری پردازش ۳۲ نانومتری بسازند. تحقیقات بیشتر نانوالکترونیک مستلزم نسل جدیدی از ابزارهای مدل سازی و شبیه سازی است. صنعت نیمه رسانا آخرین نمونه از فناوری‌هایی است که وجود نمونه‌های اولیه از نسل آینده آن به ویژه به لحاظ اقتصادی با اهمیت و ضروری می‌باشد.
نیاز فناوری‌نانو در ساخت به ابزارهای شبیه سازی پیچیده
با کوچکتر شدن مرتب صنعت نیمه رساناها و رسیدن به مقیاس نانو انتظار می‌رود
سازندگان پیشگام تراشه تا سال ۲۰۰۹ به خوبی بتوانند پروسسور‌هایی را با استفاده از
فناوری پردازش ۳۲ نانومتری بسازند؛ البته برای این کار با چالش‌ها فنی و موانع
اقتصادی متعددی روبرو هستند.
اثرات کوانتومی و یکنواختی، میدان‌های الکتریکی شدید که منجر به شکست بهمنی دی
الکتریک می‌شود، مشکلات مربوط به اتلاف گرما در ساختارهای به هم فشرده و و تأثیر
نواقص تک اتمی، همگی از جمله دیگر موانعی است که سر راه کوچک سازی صنعت نیمه
رساناها وجود دارد.
پیدایش نانوالکترونیک بخش عمده ای از کاربرد نیمه رساناها را دگرگون خواهد نمود و
دانشمندان ضمن تلاش برای یافتن تمامی روشهای جدید ممکن در ساخت ابزارهای پردازش
اطلاعات مبتنی بر مدلهای رایانه ای کوانتومی از سیستم‌های زنده، سیستم‌های ترکیبی
زیستی و سیلیکونی یا مبتنی بر DNA سیلیکون‌ها و ترانزیستورها را هم مد نظر قرار می‌دهند.
واژه الکترونیک در آینده دیگر به معنای پردازش سیگنال یا انجام محاسبات با الکترون
نخواهدبود. فعلاً برای آینده قابل پیش بینی می‌توان گفت که صنعت ساخت نیمه رساناها
همچنان به مسیر خود ادامه می‌دهد و پیشرفت آن در حوزه نانوالکترونیک بسیار کند و
هنوز در حد پایه است. حتی در پیدایش رایانه‌های غیر سیلیکونی WET BLUE آی بی ام و
دیگر انواع آن الگوهای مرسوم طراحی و ساخت همچنان معتبرند.
تحقیقات بیشتر نانوالکترونیک مستلزم نسل جدیدی از ابزارهای مدل سازی و شبیه سازی
است. صنعت نیمه رسانا آخرین نمونه از فناوری‌هایی است که وجود نمونه‌های اولیه از
نسل آینده آن به ویژه به لحاظ اقتصادی با اهمیت و ضروری می‌باشد.
با افزایش رو به رشد قیمت‌ها، دیگر جای خطا نیست و مدل سازی و شبیه سازی در
مرحله طراحی اولیه از اهمیت قابل توجهی برخوردار بوده و مهندسان و طراحان
قبل از ساخت نمونه اولیه دستگاههای جدید، ابتدا آنها را به کمک ابزارهای
نرم افزاری شبیه سازی می‌کنند و به این ترتیب خطر شکست به حداقل رسیده یا
کلاً از بین می‌رود.
در مدلهای انتقالی مرسوم از نیمه رساناها، الکترون حفره‌ها به‌صورت ذرا ت و
یا گاز کلاسیکی حامل در نظر گرفته می‌شوند و نرم افزارهای متعددی برای مدل
سازی دستگاههای نیمه رسانا با استفاده از این روشهای کلاسیکی وجود دارد.
با این حال کاهش طول دستگاه‌ها و رسیدن به مقیاس نانو موجب نامشخص شدن مرز
دستگاه و ماده شده و اثرا ت کوانتومی ماده بر مشخصه‌های دستگاه غالب می‌شود.
شبیه سازی‌های موفق برخی نانو ابزارها حاکی از بروز ویژگیهای جالب توجه در
نانوالکترونیک است. هم اکنون با استفاده از Aeneas (پبشرفته‌ترین نرم افزار
شبیه سازی سه بعدی مواد آلی و معدنی مونت کارلو) می‌توان با شبیه سازی حرکت
ذرات در دستگاههای نانومقیاس نه تنها اثرات کوانتومی مربوط به آنها، بلکه
شکل کلی اولیه این ذرات را هم می‌توان در نظر گرفت.
روش مونت کارلو (بر مبنای فیزیک ذرات محلول و استفاده از اعداد تصادفی) از
جمله پیشرفته‌ترین روشهای شبیه سازی به شمار می‌آید. اگرچه شبیه سازی رفتار
قطعی ذرات داخل دستگاه با اعداد تصادفی نا متعارف به نظر می‌رسد اما هم
اکنون این کار با موفقیت در مورد ابزارهای میکرونی و کوچکتر از آن به‌کار
می‌رود و دانشمندان با اصلاح آن توانسته‌اند حتی دستگاههای نانو مقیا س و
اثرات کوانتومی آنها را هم شبیه سازی نمایند.
د ر واقع یکی از مشخصه‌های بسیار مهم و پیشرفته این ساختارهای الکترونی
جدید (نرم افزاری که تاکنون سابقه نداشته وکاملاً متفاوت با میکرو
الکترونیک است) قابلیت نمایش سه بعدی اشکال مختلف می‌باشد.
با توسعه بیشتر صنعت نیمه رساناها و ورود عمیقتر آن به حوزه نانو، وجود
چنین ابزارهای شبیه سازی برای مهندسان، ضرورت بیشتری می‌یابد.
