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[導讀]經(jīng)歷了慘重的產(chǎn)業(yè)衰退,好不容易感受到景氣復蘇的科技廠商們,該是重新振作投入創(chuàng)新研發(fā)的時候了…但2010年什么會紅?該把錢砸在哪里才不會變冤大頭?以下是EETimes美國版所選出的、值得特別注意的十項新興技術。雖然

經(jīng)歷了慘重的產(chǎn)業(yè)衰退,好不容易感受到景氣復蘇的科技廠商們,該是重新振作投入創(chuàng)新研發(fā)的時候了…但2010年什么會紅?該把錢砸在哪里才不會變冤大頭?以下是EETimes美國版所選出的、值得特別注意的十項新興技術。

雖然軟件看來也將在2010年扮演要角,不過以下選出的十大潛力新興技術主要是硬件方面的,且特別看重其在省電、降低二氧化碳排放量、精簡材料等方面的條件(這些條件也可說是推動那些技術的主要力量);至于那些已經(jīng)是主流話題、或是還需要長期發(fā)展的技術項目則未考慮在內(nèi)。


當然,這十項由編輯們選出的技術(排列順序并無特別規(guī)則),也許不是百分之百準確成為2010年的明星,但它們對整個產(chǎn)業(yè)的影響力還是值得關注;如果讀者們有其他的看法與預測,歡迎一起討論!


1. 對電子裝置的生物回饋(biofeedback)與思想控制


有不少企業(yè)或研究機構(gòu)都展示過如何利用裝置在頭盔或是耳機上的傳感器來擷取腦波,并用以控制計算機系統(tǒng)。這類技術主要應用在醫(yī)療──讓重度身障人士能進行溝通或是控制環(huán)境──以及軍事領域,也越來越常用以做為消費性電子裝置與計算機游戲的控制接口。


聽起來也許有點像科幻小說,但藉由思想控制(thought-control)的人機接口已經(jīng)存在了,例如一家總部位于美國舊金山的公司Emotiv Systems,就正在推廣這種技術。


2. 印刷電子


能 快速印刷出多個導體/絕緣體或半導體層以形成電路的技術,可望催生比目前采用傳統(tǒng)制程生產(chǎn)之IC成本更低芯片。通常印刷半導體意味著使用性能與硅大不相同 的有機材料,甚至所生產(chǎn)之組件尺寸也能超越硅材料的極限。此外還有許多應用獲益于低價、軟性基板的性能;例如RFID標簽,還有顯示器的主動矩陣背板 (active-matrix backplane)。


有一家美國廠商Kovio則是專精印刷式硅電子組件技術,該公司自2001年成立以來就深耕印刷電子市場,并在2009年7月宣布獲得2,000萬美元資金,將把這筆錢用于將該公司的RF條形碼推向商業(yè)化量產(chǎn)。


3. 塑料內(nèi)存


塑 膠內(nèi)存也可能適合以印刷制程來生產(chǎn),并像上面的印刷電子組件一樣,能比硅材料有更好的性能表現(xiàn)、成本也更低。挪威業(yè)者Thin Film Electronics就是這種技術的專家之一,該公司多年來致力將該技術商業(yè)化,并曾與大廠英特爾(Intel)合作過一段時間。


塑 膠內(nèi)存是以具鐵電(ferroelectric)特性的聚合物Polythiophenes為基礎,可重復讀寫、非揮發(fā)性;根據(jù)Thin Film Electronics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還使用塑料內(nèi)存技術,以聚乙 烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate,PET)做為基板,用滾動條是制程生產(chǎn)出20bit的塑料內(nèi)存。


4. 無光罩微影


大 多數(shù)人可能會問,超紫外光微影(extreme ultra violet lithography,EUV)究竟何時可取代浸潤式微影技術?但現(xiàn)在有匹大黑馬跳出來──即采用電子束(electron beam)技術為基礎的無光罩微影(Maskless lithography)。


荷蘭業(yè)者Mapper Lithography則是該技術的主要推手。2009年7月,Mapper提供了12吋晶圓用電子束微影平臺給法國的研究機構(gòu)CEA-Leti,讓晶圓代工大廠臺積電(TSMC)在該處進行相關制程研發(fā)。


5.并行處理技術

這種技術已經(jīng)以雙核心/四核心PC處理器的形式存在,還有嵌入式領域應用的多核心異質(zhì)處理器(multicore heterogeneous processors);不過到目前為止,對于多核心處理器如何編程,以及如何充分發(fā)揮其運算能力與功率效益,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領域與整個產(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等計劃都是試圖有所突破的行動,在2010年可望看到更多的進展。

6. 能量采集


能 量采集(energy harvesting)并不是一個新題目,例如自動表(motion-powered wristwatch)就已經(jīng)存在多年;但當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,有 趣的事情就發(fā)生了…啟動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,而這種技術可能會帶來深遠的影響。


最初的 振動供電(vibration-powered)無線傳感器應用之一,是裝置在汽車機械中;這種無電池傳感器應用的主要考慮,就是免除了維護的需要。有家 德國公司EnOcean則專長于無電池無線開關技術,可應用在住宅自動化領域;該公司并正在推動相關技術的標準化工作。


手機大廠Nokia也正在觀察手機用能量采集技術的可能性,不過目前還沒有任何原型產(chǎn)品;而到2010年,所有的行動設備業(yè)者將不得不關注能量采集技術,或者是至少得好好思考一下如何延長產(chǎn)品的電池續(xù)航力。


7. 生物電子與人腦研究


在 2010年,研究階段的進展似乎多過于開發(fā)階段,但生物學與電子學的結(jié)合技術,已經(jīng)成熟到可以應用。我們已經(jīng)對那些植入動物體內(nèi)的硬件組件習以為常,像是 寵物芯片等注射到動物皮下的電子卷標,或是人類應用的心律調(diào)整器;而想要在提升醫(yī)療照護質(zhì)量同時,又能降低相關費用的需求也是越來越急迫。


產(chǎn) 業(yè)界在微機電系統(tǒng)(MEMS)、有機電子組件制造等方面技術的進展,改善了活體組織與電子電路的整合程度。實驗室單芯片(Lab-on-a-chip)就 是相關技術的展現(xiàn)之一,IBM最近也發(fā)表了該類芯片樣品;未來甚至也有可能在可電子尋址的基板上培育生物細胞。實現(xiàn)生物體外診斷的可能性已經(jīng)很確定。


這類技術的主要目標,是探索個別細胞的電氣特性信息與它們對藥物的反應,以進行心臟與神經(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),我們可預期將有更多生物電子學技術躍上臺面。


8. 電阻式內(nèi)存/憶阻器


業(yè) 界對通用內(nèi)存的追尋仍在持續(xù);這種內(nèi)存需要像DRAM那樣簡單,甚至最好能像是那些電容器。此外理想的內(nèi)存要能在斷電情況下仍能保存數(shù)據(jù)數(shù)年,使用 循環(huán)周期至少要達百萬次等級;這類內(nèi)存最好使用傳統(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)晶圓廠可負擔的范圍…


但遺憾的是我們迄今尚未發(fā)現(xiàn)夢幻內(nèi)存…是這樣嗎?


2009 年,在導電金屬氧化物(conductive metal oxide,CMOx)技術領域默默耕耘七年的Unity Semiconductor終于熬出頭;其他也有內(nèi)存相關技術進展的新興業(yè)者還包括4DS、Qs Semiconductor與Adesto Technologies。


我們也看到許多較大規(guī)模的IDM廠積極進軍電阻式內(nèi)存(RRAM),還有憶阻器(memristor)技術的發(fā)展。相關信息可參考:全新憶阻器改寫電路理論 RRAM可望成為殺手級應用?


9. 直通硅晶穿孔


在先進硅芯片表面最上方的導線堆棧(interconnect stack)深度,可以達到很深且非常精細的程度;而我們認為這樣的趨勢將導致芯片前段(front-end)制程分成不同階段,甚至可能分別再不同的晶圓廠進行。


這 種將多層裸晶堆棧在單一封裝內(nèi)部的需求,需要更細致的導線;而直通硅晶穿孔技術(through-silicon-via,TSV)能完全穿透硅晶圓或裸 晶,是制造3D芯片的重要關鍵。Austriamicrosystems公司已在2009年五月開始生產(chǎn)TSV組件,鎖定供應將CMOS芯片與傳感器組件 等進行3D整合的客戶;類似的組件在2010年將會有更多。


10. 五花八門的電池技術


已經(jīng)非常成熟的電池技術無法像是依循著摩爾定律(Moore's law)的IC那樣,繼續(xù)在能量密度上有所進展;但無可諱言,雖然我們希望電池能儲存更多的電能,那也有可能帶來其他的安全性風險。


各種可攜式電子設備都需要電池來供電,訴求環(huán)保的電動車若是少了電池也不再有未來;最近在鎳氫、鋰電池化學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。預期在2010年將會誕生更多具備智能功能的新穎電池技術。

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