- 軟體看來也將在2010年扮演要角
- 省電、降低二氧化碳排放量、精簡(jiǎn)材料等條件對(duì)行業(yè)起重要推動(dòng)作用
經(jīng)歷了慘重的產(chǎn)業(yè)衰退,好不容易感受到景氣復(fù)蘇的科技廠商們,該是重新振作投入創(chuàng)新研發(fā)的時(shí)候了…但2010年什么會(huì)紅?該把錢砸在哪里才不會(huì)變?cè)┐箢^?以下是美國網(wǎng)絡(luò)調(diào)查所選出的、值得特別注意的十項(xiàng)新興技術(shù).
雖然軟體看來也將在2010年扮演要角,不過以下選出的十大潛力新興技術(shù)主要是硬體方面的,且特別看重其在省電、降低二氧化碳排放量、精簡(jiǎn)材料等方面的條件(這些條件也可說是推動(dòng)那些技術(shù)的主要力量);至於那些已經(jīng)是主流話題、或是還需要長(zhǎng)期發(fā)展的技術(shù)項(xiàng)目則未考慮在內(nèi).
當(dāng)然,這十項(xiàng)由編輯們選出的技術(shù)(排列順序并無特別規(guī)則),也許不是百分之百準(zhǔn)確成為2010年的明星,但它們對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的影響力還是值得關(guān)注;如果讀者們有其他的看法與預(yù)測(cè),歡迎一起討論!
1.對(duì)電子裝置的生物回饋(biofeedback)與思想控制
有不少企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)都展示過如何利用裝置在頭盔或是耳機(jī)上的感測(cè)器來擷取腦波,并用以控制電腦系統(tǒng).這類技術(shù)主要應(yīng)用在醫(yī)療──讓重度身障人士能進(jìn)行溝通或是控制環(huán)境──以及軍事領(lǐng)域,也越來越常用以做為消費(fèi)性電子裝置與電腦游戲的控制介面.
聽起來也許有點(diǎn)像科幻小說,但藉由思想控制(thought-control)的人機(jī)介面已經(jīng)存在了,例如一家總部位於美國舊金山的公司EmotivSystems,就正在推廣這種技術(shù).
2.印刷電子
能快速印刷出多個(gè)導(dǎo)體/絕緣體或半導(dǎo)體層以形成電路的技術(shù),可望催生比目前采用傳統(tǒng)制程生產(chǎn)之IC成本更低晶片.通常印刷半導(dǎo)體意味著使用性能與硅大不相同的有機(jī)材料,甚至所生產(chǎn)之元件尺寸也能超越硅材料的極限.此外還有許多應(yīng)用獲益於低價(jià)、軟性基板的性能;例如RFID標(biāo)簽,還有顯示器的主動(dòng)矩陣背板(active-matrixbackplane).
有一家美國廠商Kovio則是專精印刷式硅電子元件技術(shù),該公司自2001年成立以來就深耕印刷電子市場(chǎng),并在2009年7月宣布獲得2,000萬美元資金,將把這筆錢用於將該公司的RF條碼推向商業(yè)化量產(chǎn).
3.塑膠記憶體
塑膠記憶體也可能適合以印刷制程來生產(chǎn),并像上面的印刷電子元件一樣,能比硅材料有更好的性能表現(xiàn)、成本也更低.挪威業(yè)者ThinFilmElectronics就是這種技術(shù)的專家之一,該公司多年來致力將該技術(shù)商業(yè)化,并曾與大廠英特爾(Intel)合作過一段時(shí)間.
塑膠記憶體是以具鐵電(ferroelectric)特性的聚合物Polythiophenes為基礎(chǔ),可重覆讀寫、非揮發(fā)性;根據(jù)ThinFilmElectronics介紹,其資料保存期限可超過十年,讀寫周期超過百萬次.在2009年9月,一家德國公司PolyIC還使用塑膠記憶體技術(shù),以聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PolyethyleneTerephthalate,PET)做為基板,用卷軸是制程生產(chǎn)出20bit的塑膠記憶體.
4.無光罩微影
大多數(shù)人可能會(huì)問,超紫外光微影(extremeultravioletlithography,EUV)究竟何時(shí)可取代浸潤式微影技術(shù)?但現(xiàn)在有匹大黑馬跳出來──即采用電子束(electronbeam)技術(shù)為基礎(chǔ)的無光罩微影(Masklesslithography).
荷蘭業(yè)者M(jìn)apperLithography則是該技術(shù)的主要推手.2009年7月,Mapper提供了12寸晶圓用電子束微影平臺(tái)給法國的研究機(jī)構(gòu)CEA-Leti,讓晶圓代工大廠臺(tái)積電(TSMC)在該處進(jìn)行相關(guān)制程研發(fā).
5.平行化處理技術(shù)
這種技術(shù)已經(jīng)以雙核心/四核心PC處理器的形式存在,還有嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用的多核心異質(zhì)處理器(multicoreheterogeneousprocessors);不過到目前為止,對(duì)於多核心處理器如何編程,以及如何充分發(fā)揮其運(yùn)算能力與功率效益,業(yè)界還是少有形式上的理解.
自從多核心處理器問世以來,上述問題一直是困擾IT領(lǐng)域與整個(gè)產(chǎn)業(yè)界,而且我們距離解決方案還有好一段距離;目前OpenCL、Cuba等計(jì)畫都是試圖有所突破的行動(dòng),在2010年可望看到更多的進(jìn)展.
6.能量采集
能量采集(energyharvesting)并不是一個(gè)新題目,例如自動(dòng)表(motion-poweredwristwatch)就已經(jīng)存在多年;但當(dāng)電路的功率消耗量從毫瓦(milliwatts)縮小到微瓦(microwatts,千分之一毫瓦)等級(jí),有趣的事情就發(fā)生了…啟動(dòng)電路可能再也不需要電線或是電池,而可以透過各種環(huán)境現(xiàn)象,而這種技術(shù)可能會(huì)帶來深遠(yuǎn)的影響.
最初的振動(dòng)供電(vibration-powered)無線感測(cè)器應(yīng)用之一,是裝置在汽車機(jī)械中;這種無電池感測(cè)器應(yīng)用的主要考量,就是免除了維護(hù)的需要.有家德國公司EnOcean則專長(zhǎng)於無電池?zé)o線開關(guān)技術(shù),可應(yīng)用在住宅自動(dòng)化領(lǐng)域;該公司并正在推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作.
手機(jī)大廠Nokia也正在觀察手機(jī)用能量采集技術(shù)的可能性,不過目前還沒有任何原型產(chǎn)品;而到2010年,所有的行動(dòng)設(shè)備業(yè)者將不得不關(guān)注能量采集技術(shù),或者是至少得好好思考一下如何延長(zhǎng)產(chǎn)品的電池續(xù)航力.
7.生物電子與人腦研究
在2010年,研究階段的進(jìn)展似乎多過於開發(fā)階段,但生物學(xué)與電子學(xué)的結(jié)合技術(shù),已經(jīng)成熟到可以應(yīng)用.我們已經(jīng)對(duì)那些植入動(dòng)物體內(nèi)的硬體元件習(xí)以為常,像是寵物晶片等注射到動(dòng)物皮下的電子標(biāo)簽,或是人類應(yīng)用的心律調(diào)整器;而想要在提升醫(yī)療照護(hù)品質(zhì)同時(shí),又能降低相關(guān)費(fèi)用的需求也是越來越急迫.
產(chǎn)業(yè)界在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、有機(jī)電子元件制造等方面技術(shù)的進(jìn)展,改善了活體組織與電子電路的整合程度.實(shí)驗(yàn)室單晶片(Lab-on-a-chip)就是相關(guān)技術(shù)的展現(xiàn)之一,IBM最近也發(fā)表了該類晶片樣品;未來甚至也有可能在可電子尋址的基板上培育生物細(xì)胞.實(shí)現(xiàn)生物體外診斷的可能性已經(jīng)很確定.
這類技術(shù)的主要目標(biāo),是探索個(gè)別細(xì)胞的電氣特性資訊與它們對(duì)藥物的反應(yīng),以進(jìn)行心臟與神經(jīng)方面的疾病,如阿茲海默癥(老人失智癥)、帕金森氏癥等方面的研究.所以短期之內(nèi),我們可預(yù)期將有更多生物電子學(xué)技術(shù)躍上臺(tái)面.
8.電阻式記憶體/憶阻器
業(yè)界對(duì)通用記憶體的追尋仍在持續(xù);這種記憶體需要像DRAM那樣簡(jiǎn)單,甚至最好能像是那些電容器.
此外理想的記憶體要能在斷電情況下仍能保存資料數(shù)年,使用循環(huán)周期至少要達(dá)百萬次等級(jí);這類記憶體最好使用傳統(tǒng)的制造方法就能輕松生產(chǎn),使用的材料也別超出傳統(tǒng)晶圓廠可負(fù)擔(dān)的范圍…
但遺憾的是我們迄今尚未發(fā)現(xiàn)夢(mèng)幻記憶體…是這樣嗎?
2009年,在導(dǎo)電金屬氧化物(conductivemetaloxide,CMOx)技術(shù)領(lǐng)域默默耕耘七年的UnitySemiconductor終於熬出頭;其他也有記憶體相關(guān)技術(shù)進(jìn)展的新興業(yè)者還包括4DS、QsSemiconductor與AdestoTechnologies.
我們也看到許多較大規(guī)模的IDM廠積極進(jìn)軍電阻式記憶體(RRAM),還有憶阻器(memristor)技術(shù)的發(fā)展.相關(guān)資訊可參考:全新憶阻器改寫電路理論RRAM可望成為殺手級(jí)應(yīng)用?
9.直通硅晶穿孔
在先進(jìn)硅晶片表面最上方的導(dǎo)線堆疊(interconnectstack)深度,可以達(dá)到很深且非常精細(xì)的程度;而我們認(rèn)為這樣的趨勢(shì)將導(dǎo)致晶片前段(front-end)制程分成不同階段,甚至可能分別再不同的晶圓廠進(jìn)行.
這種將多層裸晶堆疊在單一封裝內(nèi)部的需求,需要更細(xì)致的導(dǎo)線;而直通硅晶穿孔技術(shù)(through-silicon-via,TSV)能完全穿透硅晶圓或裸晶,是制造3D晶片的重要關(guān)鍵.Austriamicrosystems公司已在2009年五月開始生產(chǎn)TSV元件,鎖定供應(yīng)將CMOS晶片與感測(cè)器元件等進(jìn)行3D整合的客戶;類似的元件在2010年將會(huì)有更多.
10.五花八門的電池技術(shù)
已經(jīng)非常成熟的電池技術(shù)無法像是依循著摩爾定律(Moore''''''''slaw)的IC那樣,繼續(xù)在能量密度上有所進(jìn)展;但無可諱言,雖然我們希望電池能儲(chǔ)存更多的電能,那也有可能帶來其他的安全性風(fēng)險(xiǎn).
各種可攜式電子設(shè)備都需要電池來供電,訴求環(huán)保的電動(dòng)車若是少了電池也不再有未來;最近在鎳氫、鋰電池化學(xué)成分的研究上有一些最新發(fā)展,有家ReVolt公司則開發(fā)出可充電的鋅空氣(zinc-air)電池.預(yù)期在2010年將會(huì)誕生更多具備智慧功能的新穎電池技術(shù).
