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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(xiàng)新興技術(shù)。

        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(shù)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(dòng)那些技術(shù)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(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，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(jī)構(gòu)都展示過如何利用裝置在頭盔或是耳機(jī)上的傳感器來擷取腦波，并用以控制計(jì)算機(jī)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)性電子裝置與計(jì)算機(jī)游戲的控制接口。

        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)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(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成本更低芯片。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)之組件尺寸也能超越硅材料的極限。此外還有許多應(yīng)用獲益于低價(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-matrix backplane)。

        有一家美國廠商Kovio則是專精印刷式硅電子組件技術(shù)，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(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。

        塑膠內(nèi)存是以具鐵電(ferroelectric)特性的聚合物Polythiophenes為基礎(chǔ)，可重復(fù)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(shù)，以聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)做為基板，用滾動(dòng)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(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(electron beam)技術(shù)為基礎(chǔ)的無光罩微影(Maskless lithography)。

        荷蘭業(yè)者Mapper Lithography則是該技術(shù)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(jī)構(gòu)CEA-Leti，讓晶圓代工大廠臺積電(TSMC)在該處進(jìn)行相關(guān)制程研發(fā)。

5.并行處理技術(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(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(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)劃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(energy harvesting)并不是一個(gè)新題目，例如自動(dòng)表(motion-powered wristwatch)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，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)可能會帶來深遠(yuǎn)的影響。

        最初的振動(dòng)供電(vibration-powered)無線傳感器應(yīng)用之一，是裝置在汽車機(jī)械中；這種無電池傳感器應(yīng)用的主要考慮，就是免除了維護(hù)的需要。有家德國公司EnOcean則專長于無電池?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)展似乎多過于開發(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)對那些植入動(dòng)物體內(nèi)的硬件組件習(xí)以為常，像是寵物芯片等注射到動(dòng)物皮下的電子卷標(biāo)，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)質(zhì)量同時(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)電子組件制造等方面技術(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)室單芯片(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(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)胞的電氣特性信息與它們對藥物的反應(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(dá)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(fù)擔(dān)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(dǎo)電金屬氧化物(conductive metal oxide，CMOx)技術(shù)領(lǐng)域默默耕耘七年的Unity Semiconductor終于熬出頭；其他也有內(nèi)存相關(guān)技術(shù)進(jìn)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(jìn)軍電阻式內(nèi)存(RRAM)，還有憶阻器(memristor)技術(shù)的發(fā)展。相關(guān)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(yīng)用？

9. 直通硅晶穿孔

        在先進(jìn)硅芯片表面最上方的導(dǎo)線堆棧(interconnect stack)深度，可以達(dá)到很深且非常精細(xì)的程度；而我們認(rèn)為這樣的趨勢將導(dǎo)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(jìn)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(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芯片的重要關(guān)鍵。Austriamicrosystems公司已在2009年五月開始生產(chǎn)TSV組件，鎖定供應(yīng)將CMOS芯片與傳感器組件等進(jìn)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(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's law)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年將會誕生更多具備智能功能的新穎電池技術(shù)。