2010十大新興技術(shù)展望：塑料內(nèi)存可重復(fù)讀寫

　　6.能量采集

　　能量采集并非全新創(chuàng)意，多年前就有人發(fā)明了由運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生能量的手表。但是，當(dāng)電子電路的消耗從毫瓦減至微瓦時(shí)，一個(gè)有趣的現(xiàn)象就發(fā)生了。為那些電路提 供能量也許不需要電網(wǎng)或電池，而是通過周圍各種現(xiàn)象。專家估計(jì)，這種技術(shù)將帶來深遠(yuǎn)影響。能量采集技術(shù)的一個(gè)早期應(yīng)用是在機(jī)械裝置和車輛上廣泛使用通過振 動(dòng)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(hù)的必要。

　　德國(guó)EnOcean GmbH公司長(zhǎng)期以來一直在積極推動(dòng)無電池的無線開關(guān)技術(shù)在住宅自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用，現(xiàn)正幫助EnOcean 聯(lián)盟制定這方面的標(biāo)準(zhǔn)。全球第一大手機(jī)制造商諾基亞也在時(shí)刻關(guān)注能量采集技術(shù)在手機(jī)領(lǐng)域的進(jìn)展情況。不過，該公司強(qiáng)調(diào)目前還沒有任何原型產(chǎn)品。然而，在 2010年，所有移動(dòng)設(shè)備生產(chǎn)商將必須尋求通過能量采集提升設(shè)備質(zhì)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(huì)多于開發(fā)階段，但是，生物技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)足夠成熟，可以進(jìn)行開發(fā)利用。在此之前，科學(xué)家已將硬件植入 動(dòng)物體內(nèi)，比如植入皮膚下面的動(dòng)物身份標(biāo)簽，或是供人類患者使用的心臟起搏器，當(dāng)前降低醫(yī)療養(yǎng)護(hù)方面的成本正變得急迫起來。由于整個(gè)行業(yè)在微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS)、有機(jī)電子組件制造等技術(shù)方面的進(jìn)步，組織與電子電路的整合范圍得以改善。

　　芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-chip)就是這項(xiàng)技術(shù)取得進(jìn)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(chǎn)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(xì)胞。實(shí)現(xiàn)生物體外診斷的可能性已經(jīng)確定。有關(guān)個(gè)別細(xì)胞的電行為信息及其對(duì)藥物的反應(yīng)，是心臟與神經(jīng)方面疾病研 究領(lǐng)域的重要焦點(diǎn)，比如阿爾茨海默病(老年癡呆癥)、帕金森氏綜合癥。簡(jiǎn)而言之，我們認(rèn)為生物電子技術(shù)的大量研究和進(jìn)步仍舊是推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的主流趨 勢(shì)。

　　8.電阻式內(nèi)存/憶阻器

　　研究人員對(duì)“萬能內(nèi)存”的追尋仍在持續(xù)。這種內(nèi)存必須像DRAM那樣簡(jiǎn)單，當(dāng)然，最好是能像那些電容器一樣簡(jiǎn)單。此外，它們還必須要能在斷電情況下 仍能將數(shù)據(jù)保存數(shù)年之久，還能使用數(shù)百萬次。這類內(nèi)存最好使用傳統(tǒng)方法就能輕易生產(chǎn)，使用的材料最好也別超出傳統(tǒng)晶片生產(chǎn)商所能可承受的范圍。但是，迄今 為止我們尚未發(fā)現(xiàn)“萬能內(nèi)存”。難道我們真的不能了嗎?看到下面這個(gè)例子，你或許就有了答案。在導(dǎo)電金屬氧化物技術(shù)領(lǐng)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(shí)上，《EE Times》早在2006年便對(duì)這家默默無聞的公司進(jìn)行過報(bào)道。另外，4DS、Qs Semiconductor與Adesto Technologies等公司同樣在今年取得了不小的進(jìn)步。我們還看到許多較大規(guī)模的IDM廠商也在加大對(duì)電阻式內(nèi)存(RRAM)方面的投入。值得一提 的還有憶阻器技術(shù)的發(fā)展，因?yàn)樵陔娮杼匦苑矫嬲宫F(xiàn)出存儲(chǔ)效應(yīng)的兩個(gè)終端設(shè)備，是對(duì)惠普實(shí)驗(yàn)室倡導(dǎo)的憶阻器理論基礎(chǔ)的實(shí)踐應(yīng)用。憶阻器常常被認(rèn)為是繼電阻 器、電容器和電感器之后的第四個(gè)無源電器元件。

　　9.直通硅晶穿孔

　　先進(jìn)硅芯片表面最上方的互連堆疊(interconnect stack)很深，而且會(huì)隨最低幾何限度有顯著的差異。我們一直認(rèn)為這可能會(huì)導(dǎo)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(chǎng)營(yíng)銷和技術(shù)方面的原因，這種將多裸晶(multiple die)堆疊在一個(gè)包裝內(nèi)的渴望還需要更復(fù)雜的互連;而直通硅晶穿孔技術(shù)(through-silicon-vi)能完全穿透硅晶片或裸晶，是制造3D包 裝的關(guān)鍵。2009年5月，Austriamicrosystems公司開始在工廠生產(chǎn)TSV組件，客戶群體是將CMOS集成電路與傳感器組件等進(jìn)行3D 整合的廠商。這樣的組件在2010年估計(jì)會(huì)有更多。

　　10.花樣翻新的電池技術(shù)

　　我們現(xiàn)在已經(jīng)完全適應(yīng)了摩爾定律和微電子產(chǎn)品小型化的趨勢(shì)，于是很容易對(duì)任何性能無法每隔兩年就大大增強(qiáng)的技術(shù)倍感失望。但是，電池技術(shù)已相對(duì)成 熟，不像集成電路一樣受同一力量的驅(qū)動(dòng)。事實(shí)上，如果能量存儲(chǔ)過于密集，會(huì)變成十分危險(xiǎn)的事情。盡管如此，我們?cè)絹碓揭蕾囉陔姵厝?chǔ)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(shù)不能進(jìn)一步取得突破，環(huán)保的電動(dòng)車注定不會(huì)再有未來，汽車和可持續(xù)發(fā)展環(huán)保技術(shù)的結(jié)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(jìn)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(fā)的公司ReVolt已將俄勒岡州波特蘭市作為其在美國(guó)的總部和生產(chǎn)基地。我們估計(jì)在2010年會(huì)有更多具備智能功 能的電池問世，為開發(fā)能量可控的集成電路提供機(jī)遇。