10大最具生命力技術(shù)

     過去的30年里，各種新技術(shù)如過眼煙云、層出不窮，但是這10大創(chuàng)新技術(shù)實實在在地征服了世界   
       從通俗文化的觀點來看，1975年就是一個大雜燴。從技術(shù)的觀點來看，1975年就不是那么復(fù)雜了：這一年，名叫Jobs和Wozniak的年輕人正在硅谷的一間車庫擺弄著電路板和各種元件。接下來就是名叫蓋茨的年輕人，他從斯坦福大學(xué)退學(xué)，專心研究自己心愛的代碼并開辦了一家公司，正是這家公司的不斷發(fā)展壯大最終改變了商業(yè)發(fā)展的歷史。 
       事實上，處于尼克松總統(tǒng)辭職和美國建國200周年之間的1975年，標志著電子和計算機技術(shù)一個令人興奮的新時代的開始，它以自己獨特的方式演繹著與20世紀60年代社會和藝術(shù)變革相類似的基礎(chǔ)性革命。 
       目前距離那個讓人激動的年代已有30年了。30年間，各種新技術(shù)層出不窮，但是大多數(shù)都只是過眼煙云而已，只有少數(shù)一些具有強大的生命力。而這其中，又只有極少數(shù)的幾種技術(shù)堪稱真正改變了我們的日常生活。以下是美國著名的《Electronic Business》雜志評選的十大最具生命力技術(shù)。 
       手機 
       設(shè)想一下，沒有手機的世界與沒有汽車和電視的生活情形何其相似。“手機是一項極為完美地契合了大眾需求的技術(shù)，”EB母公司下屬的技術(shù)研究公司In-Stat的首席分析師Alan Nogee說，“人們喜歡交流，而手機的出現(xiàn)讓他們可以隨時隨地滿足愿望。” 
       1973年4月3日，當(dāng)時任摩托羅拉公司通信系統(tǒng)部總經(jīng)理的Martin Cooper撥通了貝爾實驗室的電話時，世界上第一次手機通話成為現(xiàn)實。在1983年開始提供商用手機服務(wù)時，Cooper最初像鞋盒一樣重達30盎司的手機已經(jīng)演變?yōu)槟ν辛_拉重為16盎司的DynaTAC型手機，不過當(dāng)時售價高達3,500美元。此后七年內(nèi)，美國手機用戶就達到了100萬戶。如今，全球手機用戶已經(jīng)超過固定電話用戶，與此同時，手機重量也只有3盎司了。 
       如今，3G寬帶網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)正將手機從單純的語音通話工具轉(zhuǎn)變?yōu)樵试S使用者收發(fā)圖片和視頻并享受一系列高速面向數(shù)據(jù)的服務(wù)的多媒體手機。這種趨勢的到來為從處理器制造商到顯示和音頻子系統(tǒng)制造商的很多電子元器件賣主帶來了新的市場機會。 
       CMOS 
       仙童半導(dǎo)體公司的FrankWanlass發(fā)明了互補型MOS（CMOS）技術(shù)。在20世紀60年代早期，Wanlass認識到負極通道MOS(NMOS)和正極通道MOS (PMOS)的互補電路只需很小的電流。經(jīng)過一些熔補，他制作出了可以將備用功耗減少六個數(shù)量級的CMOS電路，堪與雙極性邏輯門相媲美。1967年12月5日，Wanlass被授予3,356,858號美國專利“低備用功耗互補場效應(yīng)電路”。 
       然而，雖然擁有很大潛力，Wanlass的發(fā)明還是不得不等待數(shù)年才得以真正地大規(guī)模應(yīng)用。20世紀70年中期開始的技術(shù)革命要求芯片兼具大功率和低功耗，CMOS集成電路提供了理想的解決方案。“實際上，數(shù)字手表是CMOS技術(shù)第一個真正重要的應(yīng)用產(chǎn)品，”半導(dǎo)體行業(yè)研究公司Insight64的首席分析師Nathan Brookwood說。如今，CMOS技術(shù)已經(jīng)成為絕大多數(shù)高密度集成電路制造的基礎(chǔ)。 
       因為功耗更低，CMOS設(shè)備可以運行在比同級別雙極器件更低的溫度上。雖然是低功耗技術(shù)，CMOS技術(shù)依然會散發(fā)一些熱量。因此，隨著芯片密度的增加，芯片制造商如今面臨著與此前雙極器件同樣的問題。研究公司iSuppli的首席分析師Len Jelinek說：“雖然目前說CMOS技術(shù)已經(jīng)走到生命周期的終點還為時過早，但是，確實有必要開始進行新材料的研究，像緊縮硅，就將把我們帶到更高級別的功率和散熱平衡上?！?nbsp;
       結(jié)構(gòu)化ASIC 
       隨著技術(shù)革命將處理器應(yīng)用推向新的高度，對能夠根據(jù)特定用途進行預(yù)配置的器件的需求量逐漸增加。這種“硬線的”技術(shù)通過消除不必要的修飾性、說明性和其他類型的運行開銷，來提高性能并削減成本。20世紀80年代早期ASIC的出現(xiàn)，使得從手機到音頻游戲控制器等產(chǎn)品制造商可以得到根據(jù)他們的特定需求而定制的芯片。 
       經(jīng)過長期的強勢發(fā)展，傳統(tǒng)ASIC技術(shù)在21世紀早期讓位于其更新的改進型版本：結(jié)構(gòu)化ASIC。與它的前輩一樣，結(jié)構(gòu)化ASIC同樣提供滿足特定應(yīng)用的架構(gòu)，同樣以低成本提供高性能。然而不同的是，通過可配置設(shè)計以不同的方式進行芯片功能單元的再連接允許芯片結(jié)構(gòu)的改變。技術(shù)研究公司Allied Business Intelligence的研究主管Alan Varghese說：“結(jié)構(gòu)化ASIC擁有ASIC的優(yōu)勢，但是客戶可以對其進行再配置的特點又使結(jié)構(gòu)化ASIC具備一些處理器具備的優(yōu)勢?！?nbsp;
       結(jié)構(gòu)化ASIC的架構(gòu)決定可配置的程度。假如只需要輕微的修改，器件可以被設(shè)計為只具有最小化的可配置性并無需增加太多成本。假如要求廣泛的靈活性，ASIC可以被設(shè)計為擁有更多的可配置性，當(dāng)然成本更高一些。 
      技術(shù)研究公司Frost & Sullivan的分析師Aditya Prasad對ASIC可以繼續(xù)發(fā)展以滿足未來需求持樂觀態(tài)度?！敖K端用戶市場的增長將使ASIC成為焦點?！?nbsp;
       EDA 軟件 
       20世紀70年代創(chuàng)建日益復(fù)雜的電路的需求預(yù)示著將超過工程師“手工”設(shè)計能力的極限。幸運的是，隨著EDA工具的出現(xiàn)，技術(shù)本身解決了這一問題。 
       EDA軟件使用計算機來創(chuàng)建、驗證并仿真一塊芯片或者一塊PCB上的電路的性能。EDA或許是過去30年產(chǎn)生的各種新技術(shù)中最重要的一種，因為沒有EDA，幾乎將不可能設(shè)計現(xiàn)代電子器件所需的高密度復(fù)雜電路 
。Insight64的Brookwood說：“這就好比由手寫到PC輸入的變革那樣重要。” 
       EDA已經(jīng)經(jīng)歷了幾個不同的階段，包括門級工具和RTL技術(shù)?！叭缃瘢覀冋呦螂娮酉到y(tǒng)級水平，”技術(shù)研究公司Gartner的首席EDA分析師Gary Smith說，“這實現(xiàn)了電子硬件和軟件的同步設(shè)計。” 
       說EDA非常重要似乎還不足以體現(xiàn)這項技術(shù)的重要性。Smith說：“所有產(chǎn)品都是從設(shè)計開始的，沒有EDA工具，電子市場將不復(fù)存在。” 
       FPGA 
       雖然20世紀60年代就首次出現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)化計算”的概念，但是第一款真正的商用FPGA器件直到1985年才出現(xiàn)。通過軟件結(jié)構(gòu)化互連方式進行邏輯塊單元的連接，F(xiàn)PGA本質(zhì)上為程序師提供了一個空白的模板允許他們自由地構(gòu)建芯片。早期的FPGA只包含幾個邏輯單元，需要以秒為單位來進行再配置。如今，F(xiàn)PGA可以包含幾十萬個邏輯單元，只需微秒級就可完成再配置。 
       FPGA的發(fā)展遵循著摩爾定律的基本原則：嵌在一塊芯片上的邏輯單元每18個月就要翻一番。不久，F(xiàn)PGA就將擁有數(shù)百萬個邏輯單元，使得它們可以擁有足夠強大的能力經(jīng)濟地完成大規(guī)模計算任務(wù)。FPGA還催生了芯片的完全競爭，加速了ASIC的生產(chǎn)流程進步。 
       Photolithography（光刻技術(shù)） 
       光刻技術(shù)——與在暗室沖洗底片相似的流程，其根源甚至可以追溯到19世紀早期的攝影術(shù)。在當(dāng)今的芯片制造流程中，光刻技術(shù)將光掩模（與照相過程中的底片相似）上的范式圖像移到晶片底層的表面上。20世紀70年代中期，投影放大印刷術(shù)和正性膠技術(shù)的結(jié)合徹底改變了芯片制造流程中的光刻技術(shù)。隨著掩模和晶片不再進行接觸，瑕疵率明顯降低，極大地增加了芯片產(chǎn)量。 
       1979年，GCA開發(fā)出了一種用于晶片曝光的分布重復(fù)光刻技術(shù)，此舉帶來了日益增加的分辨率，并且為線寬的不斷縮小鋪平了道路。這種技術(shù)的出現(xiàn)以及從可見光到紫外線光波波長的不斷減小，推動著芯片制造向越來越多更好的工藝技術(shù)的快速轉(zhuǎn)變，并且這種轉(zhuǎn)變一直持續(xù)到今天。 
       RFID技術(shù) 
       在第二次世界大戰(zhàn)期間，英國迫切需要能夠識別飛越英吉利海峽上空的飛機的技術(shù)，因為他們必須將本國返航的飛機和敵機區(qū)別開來。因此，當(dāng)時盟軍飛機上都安裝了一個無線電應(yīng)答器用來對詢問信號——“辨別：朋友或敵人（IFF）”做出肯定的回應(yīng)，RFID技術(shù)也就應(yīng)運而生了。 
       直到20世紀80年代，RFID技術(shù)依然像最初一樣只是用于航空領(lǐng)域。直到微電子學(xué)縮小了標簽的尺寸和價格，使其可以經(jīng)濟地應(yīng)用于工業(yè)裝配線時，這種情況才有所改觀。隨著成本的降低，到了21世紀初，RFID可以被直接應(yīng)用在運輸中的貨柜甚至是單個產(chǎn)品上。這項技術(shù)還被用于追蹤孩子和住院患者等人群。 
       除了技術(shù)上的改進之外，標準化進程的推進也幫助RFID技術(shù)走向主流應(yīng)用?！皬穆槭±砉W(xué)院的汽車ID中心到領(lǐng)先的供應(yīng)鏈玩家沃爾瑪特等各類機構(gòu)都在推動RFID的標準化和普及方面起到了重要的作用，”研究公司Yankee Group的高級無線業(yè)務(wù)分析師Marcus Torchia說，“RFID技術(shù)正在朝著與條形碼技術(shù)同樣無所不在的方向快速發(fā)展?！?nbsp;
       RISC 處理器 
       20世紀70年代中期，改進的性能檢測工具顯示，當(dāng)時居于統(tǒng)治地位的基于CISC（復(fù)雜指令集計算機）系統(tǒng)的大部分應(yīng)用執(zhí)行都是由一些簡單的指令來完成的。而絕大多數(shù)指令都被證明很少用到。很快地，研究人員認識到，可以使用編譯器來產(chǎn)生執(zhí)行復(fù)雜指令的軟件程序，而在當(dāng)時的CISC機器上，這項工作則是由硬件來完成的。 
       1975年10月，IBM公司的沃森研究中心開始了一項研發(fā)計劃，并于四年后推出了32位RISC微處理器。與預(yù)計的相同，這款微處理器被證明比同級別CISC速度更快，此外，它的設(shè)計和制造成本更低。這些優(yōu)勢最終導(dǎo)致了計算機性能和成本方面的一場革命。 
     雖然擁有眾多優(yōu)勢，RISC在面向視窗的PC/服務(wù)器市場并沒有取得太大進展，原因在于這一市場的軟件兼容性問題，英特爾公司的x86平臺更具優(yōu)勢。然而，這一情況正在慢慢改變，大多數(shù)最新的PC處理器，從英特爾公司的P6微型架構(gòu)開始，本質(zhì)上都與RISC器件功能相同，只是仿造CISC架構(gòu)而已。RISC在其他計算機市場日益增長的優(yōu)勢地位則是勿庸置疑的。如今，在工作站、手機和電腦游戲等市場，RISC技術(shù)擁有壓倒性的優(yōu)勢。 
       SMT（表面貼裝技術(shù)） 
       在20世紀70年代末之前，像集成電路、晶體管和電阻器等電子元器件都被設(shè)計得更加適合手工裝配而非機器裝配。表面貼裝技術(shù)（SMT）的出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)了這種形勢 
。典型的表面貼裝元器件看起來像小金屬點一樣，通常使用小型金屬條進行機械設(shè)計，它們被直接焊接到印刷電路板的表面上，這一點與傳統(tǒng)元器件不同，后者通常有電線頭，并把它們穿過電路板孔焊接到電路板的背面?；诖耍砻娣庋b元器件通常盡可能地小而且輕。事實上，表面封裝元器件的大小和重量通常只是傳統(tǒng)線性元器件的十分之一到四分之一，而成本也只是后者的四分之一到一半。 
       表面貼裝技術(shù)的適時出現(xiàn)滿足了產(chǎn)品小型化趨勢提出的要求。除了更低的裝配成本之外，表面貼裝器件還允許工程師將更多的技術(shù)融入更小的波形因數(shù)中。你可以想象一下，假如你使用傳統(tǒng)元器件來制造iPod，它看起來將更像一個大盒子。 
       正如集成電路改變了分立元器件技術(shù)一樣，表面貼裝技術(shù)也給電路板裝配帶來了革命性影響。iSuppli公司的Jelinek說：“它為如今我們使用的所有手持設(shè)備的出現(xiàn)創(chuàng)造了機會，原因很簡單，那就是它們都需要減小封裝尺寸?！?nbsp;
       802.11無線網(wǎng)絡(luò) 
       幾年前，一提到“熱點”，人們更多地會想到令人激動的餐館或者夜總會，而不是咖啡館或者賓館的房間。802.11無線局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)的出現(xiàn)改變了這一切。In-Stat公司的Alan Nogee說：“在802.11出現(xiàn)之前的很長時間，無線LAN技術(shù)就已經(jīng)出現(xiàn)了。然而，802.11是第一個真正將行業(yè)聚集起來的標準，因此它開創(chuàng)了一個新的市場?！?nbsp;
       1999年批準的IEEE 802.11b標準允許數(shù)據(jù)在空氣中以理論上以太網(wǎng)的速度傳輸：最高達到11 Mbps（雖然由于不同形式的電氣和物理干擾，在真實世界中數(shù)據(jù)傳輸速度通常只有這一數(shù)字的一半）。2000年早期，思科系統(tǒng)公司和朗訊科技公司等主流網(wǎng)絡(luò)賣主以及一些較小的公司迅速撲向802.11b標準，導(dǎo)致設(shè)備價格的迅速下降和此項技術(shù)的迅速普及。數(shù)據(jù)傳輸速率達到54Mbps的新802.11標準——802.11g，進一步增加了數(shù)據(jù)吞吐量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴６鴶?shù)據(jù)傳輸速率達到108Mbps的802.11n標準有望于2006年通過最終批準。 
       802.11技術(shù)的未來發(fā)展幾乎是沒有止境的。雖然目前大多數(shù)802.11設(shè)備只是用于臺式電腦或者筆記本電腦，但是這項技術(shù)正迅速將應(yīng)用擴展到IP電話、專用分組交換機、媒體播放器、電視和其他能夠利用文本、音頻或者視頻數(shù)據(jù)的產(chǎn)品。“與電、天然氣和電話一樣，無線LAN將是很有用的東西，” Nogee預(yù)言，“考慮到消費者將在他們的家里或者辦公室進行無線互聯(lián)網(wǎng)接入，制造商將開發(fā)各種類型的無線LAN產(chǎn)品。