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EE Times評選出的2010年十大新興技術 有些長期的科技趨勢并沒有出現在榜單上，而那些在省電、降低二氧化碳排放量等方面有優勢的技術在此次評選中獨領風騷，它們還驅動著其他一些新技術的發展。盡管我們不能對明年的科技發展做出完全準確的預測，但部分技術及提供這些技術的廠商定會改變2010年的行業環境。以下是2010年十大新興技術榜單。 1.對電子裝置的生物回饋(biofeedback)與思想控制 大量企業和研究機構實施的研究均表明，利用安裝在頭頂或耳機上的傳感器，腦波可以被用于控制電腦系統。這類技術目前主要應用于醫療(讓重度殘障人士能進行溝通或控制外部環境)及軍事領域，也越來越多地用在消費電子產品與電腦游戲的控制界面。這或許聽上去有點像科幻小說中的場景，但通過思維控制的人機界面現已存在，像總部設在美國加利福尼亞州舊金山的Emotiv Systems Inc。這樣的公司就在積極推廣這種技術。 2.印刷電子 如果可以快速印刷出多個導體層、絕緣層或半導體層以形成電子電路，那么相比于傳統制造工藝，采用這種技術生產的集成電路成本會更低。通常情況下，印刷半導體意味著要使用性能與硅截然不同的有機材料，甚至還要用到比在硅材料中獲得的更大的幾何極限。此外，還有許多應用將受益于低價軟性基板的優良性能，如RFID標簽，用于顯示器的主動矩陣背板(active-matrixbackplane)。印刷硅電子產品領域的先驅Kovio公司自2001 年創立以來，便一直在不斷改善印刷電子技術，并在2009年7月宣布成功融資2000萬美元。該公司表示，他們計劃將這筆錢投入到公司的RF條形碼批量生產中。 3.塑料內存 塑料內存與印刷電子技術存在著某種聯系，因為可能需要印刷技術進行生產。相比于硅材料，塑料內存的性能更佳，成本也更低。這個領域的先驅是總部設在挪威奧斯陸的Thin Film Electronics公司。該公司多年來致力將該技術進行商業化，與芯片制造商英特爾合作過一段時間。塑料內存是基于聚噻吩 (polythiophene)，這是一個具有鐵電特性的聚合物家族。據Thin Film Electronics介紹，塑料內存可重復讀寫，是非揮發性材料，資料保存期限超過十年，讀寫周期超過一百萬次。2009年9月，德國PolyIC GmbH & Co.KG公司通過這項技術，將聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)作為基板，開發出一個20位的內存。 4.無光罩微影 對于很多人來說，有關半導體微影的主要問題是，超紫外光微影何時取代浸潤式微影技術？在這場競爭中跑出了匹“黑馬”，即無光罩微影 (Masklesslithography)。這種技術以電子束為基礎，總部設在荷蘭代夫特的Mapper Lithography公司正在大力推動該技術的發展。2009年7月，Mapper向法國格拉諾布爾的研究機構CEA-Leti提供了一個300毫米電子束微影平臺，供臺灣集成電路制造股份有限公司(簡稱臺積電)從事相關研究。臺積電是世界微影技術的重要研究機構，之所以對Mapper公司的技術感興趣，是希望在同對手的競爭中占得先機。 5.并行處理技術 并行處理技術已經以雙核和四核個人電腦處理器以及用于嵌入應用的多核異質處理器的形式存在。不過，業界迄今仍對多核處理器如何編程，以及如何充分發揮其運算能力與功率效率知之甚少。自多核處理器問世以來，這便是信息技術的核心問題之一，困擾著整個業界，至今仍未得到完全解決。目前，OpenCL、Cuba等倡議向我們描繪了美好的前景，提出了將圖形處理器用作通用處理器以及現場可編程門陣列(FPGA)和軟件可編程處理器陣列的前景。我們期待著多核處理器在2010年獲得更大的突破。 6.能量采集 能量采集并非全新創意，多年前就有人發明了由運動產生能量的手表。但是，當電子電路的消耗從毫瓦減至微瓦時，一個有趣的現象就發生了。為那些電路提供能量也許不需要電網或電池，而是通過周圍各種現象。專家估計，這種技術將帶來深遠影響。能量采集技術的一個早期應用是在機械裝置和車輛上廣泛使用通過振動提供能量的無線傳感器。由于不再需要電池，這種傳感器也就沒有了維護的必要。 德國EnOcean GmbH公司長期以來一直在積極推動無電池的無線開關技術在住宅自動化領域的應用，現正幫助EnOcean 聯盟制定這方面的標準。全球第一大手機制造商諾基亞也在時刻關注能量采集技術在手機領域的進展情況。不過，該公司強調目前還沒有任何原型產品。然而，在 2010年，所有移動設備生產商將必須尋求通過能量采集提升設備質量，至少是提高電池使用壽命。 7.生物電子與人腦研究 在2010年，研究階段的工作可能會多于開發階段，但是，生物技術與電子技術的結合已經足夠成熟，可以進行開發利用。在此之前，科學家已將硬件植入動物體內，比如植入皮膚下面的動物身份標簽，或是供人類患者使用的心臟起搏器，當前降低醫療養護方面的成本正變得急迫起來。由于整個行業在微機電系統 (MEMS)、有機電子組件制造等技術方面的進步，組織與電子電路的整合范圍得以改善。 芯片實驗室(Lab-on-a-chip)就是這項技術取得進步的典型例證，最新例證則來自于IBM的，該公司最近推出了此類產品的原型。不僅如此，我們還有可能在電子尋址基板上培育生物細胞。實現生物體外診斷的可能性已經確定。有關個別細胞的電行為信息及其對藥物的反應，是心臟與神經方面疾病研究領域的重要焦點，比如阿爾茨海默病(老年癡呆癥)、帕金森氏綜合癥。簡而言之，我們認為生物電子技術的大量研究和進步仍舊是推動這項技術發展的主流趨勢。 8.電阻式內存/憶阻器 研究人員對“萬能內存”的追尋仍在持續。這種內存必須像DRAM那樣簡單，當然，最好是能像那些電容器一樣簡單。此外，它們還必須要能在斷電情況下仍能將數據保存數年之久，還能使用數百萬次。這類內存最好使用傳統方法就能輕易生產，使用的材料最好也別超出傳統晶片生產商所能可承受的范圍。但是，迄今為止我們尚未發現“萬能內存”。難道我們真的不能了嗎？看到下面這個例子，你或許就有了答案。在導電金屬氧化物技術領域默默耕耘7年之久的Unity Semiconductor Corp。公司在2009年推出了他們的研究成果。 事實上，《EE Times》早在2006年便對這家默默無聞的公司進行過報道。另外，4DS、Qs Semiconductor與Adesto Technologies等公司同樣在今年取得了不小的進步。我們還看到許多較大規模的IDM廠商也在加大對電阻式內存(RRAM)方面的投入。值得一提的還有憶阻器技術的發展，因為在電阻特性方面展現出存儲效應的兩個終端設備，是對惠普實驗室倡導的憶阻器理論基礎的實踐應用。憶阻器常常被認為是繼電阻器、電容器和電感器之后的第四個無源電器元件。 9.直通硅晶穿孔 先進硅芯片表面最上方的互連堆疊(interconnect stack)很深，而且會隨最低幾何限度有顯著的差異。我們一直認為這可能會導致芯片前段(front-end)制造分成不同表面和互連(緊隨更高的互連堆疊)，甚至可能在不同的芯片制造商存在。出于市場營銷和技術方面的原因，這種將多裸晶(multiple die)堆疊在一個包裝內的渴望還需要更復雜的互連；而直通硅晶穿孔技術(through-silicon-vi)能完全穿透硅晶片或裸晶，是制造3D包裝的關鍵。2009年5月，Austriamicrosystems公司開始在工廠生產TSV組件，客戶群體是將CMOS集成電路與傳感器組件等進行3D 整合的廠商。這樣的組件在2010年估計會有更多。 10.花樣翻新的電池技術 我們現在已經完全適應了摩爾定律和微電子產品小型化的趨勢，于是很容易對任何性能無法每隔兩年就大大增強的技術倍感失望。但是，電池技術已相對成熟，不像集成電路一樣受同一力量的驅動。事實上，如果能量存儲過于密集，會變成十分危險的事情。盡管如此，我們越來越依賴于電池去儲存能量，為各種各樣的電子裝置供電。毋庸置疑，如果電子技術不能進一步取得突破，環保的電動車注定不會再有未來，汽車和可持續發展環保技術的結合也是一句空話。 我們面臨的壓力可想而知。近年來，以鎳和鋰為原料(如鋰鐵磷酸鹽)的電池研究取得了一定進展，有望取代值得尊敬但問題多多的堿性錳干電池。從事可充電式鋅空氣(zinc-air)電池開發的公司ReVolt已將俄勒岡州波特蘭市作為其在美國的總部和生產基地。我們估計在2010年會有更多具備智能功能的電池問世，為開發能量可控的集成電路提供機遇。 |
