半導(dǎo)體器件：技術(shù)不斷進(jìn)步 應(yīng)用指日可待

　　2006年半導(dǎo)體器件的開發(fā)取得一系列新進(jìn)展。引人注目的是美國(guó)開發(fā)出速度高達(dá)845GHz的晶體管。由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件外形獲重大改進(jìn)。器件的形狀并非只有芯片一種。美國(guó)科學(xué)家已開發(fā)出僅1納米的單分子晶體管；日本廠商在世界上領(lǐng)先研制出厚度與普通紙相當(dāng)?shù)摹半娮蛹垺?；日立公司小米粒大小的電子?biāo)簽已可月產(chǎn)上百萬個(gè)。此外，韓國(guó)三星公司在大容量存儲(chǔ)器上取得領(lǐng)先世界的重大進(jìn)展；英特爾公司劃時(shí)代的硅光電激光器問世；IBM開發(fā)成功超高速的硅鍺半導(dǎo)體器件。現(xiàn)分別介紹如下。

　　晶體管：速度高達(dá)845GHz

　　美國(guó)伊利諾大學(xué)電機(jī)系美籍華裔的馮明教授，率領(lǐng)幾個(gè)研究生開發(fā)成功目前世界最快的晶體管。該磷化銦與砷化銦鎵晶體管的工作速度高達(dá)845GHz。這一速度是在-55℃的低溫下獲得的，在室溫下該晶體管運(yùn)行速度可為765GHz。馮明教授的研究小組開發(fā)出了能夠同時(shí)生成光信號(hào)和電信號(hào)的超高速的磷化銦與砷化銦鎵異質(zhì)結(jié)雙極晶體管。該晶體管可同時(shí)發(fā)出光信號(hào)和激光束，并且可以直接進(jìn)行激光束調(diào)制，從而以極高的速度傳送光信號(hào)。有關(guān)專家認(rèn)為，這種晶體管可能會(huì)對(duì)計(jì)算和通信領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。

　　單分子晶體管：開發(fā)成功

　　2006年8月底美國(guó)科學(xué)家宣布開發(fā)成功單分子晶體管。美國(guó)亞利桑那大學(xué)的物理學(xué)家發(fā)明了一種將單分子轉(zhuǎn)變?yōu)榭墒褂玫木w管的技術(shù)。這項(xiàng)突破使制造體積更小、功能更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)成為可能。當(dāng)前批量生產(chǎn)的晶體管可應(yīng)用65納米工藝，而亞利桑那大學(xué)的科學(xué)家可以將晶體管做到只有一個(gè)分子那么大，也就是大約1納米。3年前科學(xué)家就開始思考如何設(shè)計(jì)新一代的晶體管。他們發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)可以解決分子級(jí)晶體管的散熱問題。美國(guó)科學(xué)家使用了擁有環(huán)形結(jié)構(gòu)的苯分子。

　　研究人員指出，在經(jīng)典物理學(xué)中，來自兩個(gè)通路的電流能夠匯集，但在量子力學(xué)中，兩個(gè)電波會(huì)互相干涉而消耗，導(dǎo)致電流不能導(dǎo)通，使晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)。美國(guó)科學(xué)家利用第三個(gè)電極中的電流改變了另兩個(gè)電波的相位，使它們不再相互干擾，從而讓晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)?？茖W(xué)家用了很長(zhǎng)的時(shí)間將所有電子感應(yīng)考慮在內(nèi)，并制作出真正成熟的器件。目前，他們已經(jīng)為該器件申請(qǐng)了名為“量子干涉效應(yīng)晶體管(QUIET)”的專利。利用這項(xiàng)技術(shù)，不但可以生產(chǎn)出計(jì)算功能更加強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，在天文、氣象、電腦動(dòng)畫等多個(gè)需要虛擬現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域大顯身手,而且還可用于制造細(xì)菌大小的微型機(jī)器人，讓它們像科幻電影中演示的那樣進(jìn)入血管，幫助醫(yī)生做出更精確的診斷和治療。

　　電子紙：厚度僅0.096毫米

　　日本愛普生公司2006年9月開發(fā)出世界最薄的電子紙。該電子紙可彎曲，其厚度僅為0.096毫米，與普通復(fù)印紙相當(dāng)。過去開發(fā)的其他電子紙厚度至少是其4倍，因而這是目前世界上最薄的電子紙。

　　該電子紙的清晰度為每英寸192點(diǎn)，尺寸為2.1英寸見方，重量為0.44克。由于其又輕又薄、可彎曲還耐沖擊，因此可廣泛用于電子書籍等用途。據(jù)該公司稱，由這種電子紙制成的電子書除了重量輕之外，由于可彎曲，因而與其他物體一起放入包內(nèi)也不易損壞。

　　從原理而言電子紙是一種薄形顯示器。目前有電泳式、反射式液晶、透過式液晶、有機(jī)發(fā)光式和粉流體式等幾種。其中電泳式、反射式和粉流體式可做得很薄，并且省電,透過式液晶和有機(jī)發(fā)光式則適于顯示彩色,響應(yīng)速度快的是有機(jī)發(fā)光式,電泳式和粉流體式適于單色顯示。

　　典型產(chǎn)品有富士通的0.8mm厚度的反射式液晶板。2006年夏該公司又開發(fā)出了0.4mm的產(chǎn)品，這種可彎曲的電子紙面積為3.8厘米見方。在陽光和熒光燈下可顯現(xiàn)紅色和藍(lán)色。

　　發(fā)展較為成熟的是有機(jī)電致發(fā)光的薄形顯示器,目前已可大批量生產(chǎn)，并且采用這種顯示器的電視機(jī)在市場(chǎng)上已有銷售。透過式液晶的薄顯示器也有實(shí)用產(chǎn)品問世。

　　粉流體式利用微的粉粒作顯示單位，其比液晶式的產(chǎn)品工作速度要快上100倍，以上幾種電子紙目前均有可供實(shí)用的樣品問世。其中大部分可作為廣告板和貨品標(biāo)簽。

　　此外，韓國(guó)LG-飛利浦LCD公司2006年夏試制出了14.1英寸柔性電子紙。該電子紙采用了美國(guó)E Ink公司開發(fā)的電泳型電子墨水和LG-飛利浦LCD公司開發(fā)的采用不銹鋼底板的柔性TFT襯底等技術(shù)。

　　普利斯通公司開發(fā)出了4096色顯示的彩色電子紙。該公司采用“電子分粉流體”的電子紙技術(shù)，結(jié)合利用濾色器實(shí)現(xiàn)了彩色化。屏幕尺寸為8.1英寸，分辨率為480