2017年電子行業(yè)十大技術(shù)突破

　　七、美國科研人員宣布實(shí)現1nm工藝制造

　　5月初，美國能源部(DOE)下屬的布魯克海文國家實(shí)驗室的科研人員日前宣布創(chuàng )造了新的世界記錄，他們成功制造了尺寸只有1nm的印刷設備，使用還是電子束印刷工藝而非傳統的光刻印刷技術(shù)。

　　這個(gè)實(shí)驗室的科研人員創(chuàng )造性地使用了電子顯微鏡造出了比普通EBL(電子束印刷)工藝所能做出的更小的尺寸,電子敏感性材料在聚焦電子束的作用下尺寸大大縮小,達到了可以操縱單個(gè)原子的地步。他們造出的這個(gè)工具可以極大地改變材料的性能,從導電變成光傳輸以及在這兩種狀態(tài)下交互。

　　他們的這項成就是在能源部下屬的功能納米材料中心完成的,1nm印刷使用的是STEM(掃描投射電子顯微鏡),被隔開(kāi)11nm,這樣一來(lái)每平方毫米就能實(shí)現1萬(wàn)億個(gè)特征點(diǎn)的密度。通過(guò)偏差修正STEM在5nm半柵極在氫氧硅酸鹽類(lèi)抗蝕劑下實(shí)現了2nm分辨率。

　　事實(shí)上這也不是科學(xué)家第一次實(shí)現1nm級別的工藝,去年美國能源部下屬的另一個(gè)國家實(shí)驗室——勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室也宣布過(guò)1nm工藝,他們使用的是納米碳管和二硫化鉬等新材料。同樣地,這項技術(shù)也不會(huì )很快投入量產(chǎn),因為碳納米管晶體管跟這里的PMMA、電子束光刻一樣跟目前的半導體工藝有明顯區別,要讓廠(chǎng)商們一下子全部淘汰現有設備,這簡(jiǎn)直是不可能的。

　　八、科學(xué)家造出“全球最薄”納米線(xiàn)

　　5月下旬，劍橋和華威大學(xué)的研究人員通過(guò)碲(tellurium)注入碳納米管，成功制造出了“全球最薄”的納米線(xiàn)(將電線(xiàn)縮小到單原子串的寬度)。

　　其實(shí)在三維(3D)世界中，是沒(méi)有純一維(1D)或二維(2D)材料的。即使是一張薄紙片，它也是有厚度的，但為了簡(jiǎn)化思考，我們可以把石墨烯這種單原子層材料認為是只有長(cháng)度和寬度。

　　這種“一維究極納米線(xiàn)”的理念，和二維的石墨烯材料有著(zhù)共通之處。它由碲元素制成，僅單原子寬高。但出于穩定性的考慮，研究人員們還是將它“禁錮”在了碳納米管中。

　　不過(guò)這種單原子微觀(guān)尺度也帶來(lái)了一些問(wèn)題，比如原子經(jīng)常演繹出與照科學(xué)家設想不一致的行為。另外缺少結構束縛的話(huà)，一維材料就很容易分解掉。

　　據論文作者Paulo Medeiros表示，處理尺度如此微小的材料時(shí)，通常需要將它放在某個(gè)表面上。但問(wèn)題是，這些表面通常具有電抗性。然而碳納米管在化學(xué)上相當惰性，不僅能夠固定住這種一維結構，還不影響它的導電性。這只是我們開(kāi)始系統理解一維材料物理和化學(xué)性質(zhì)的開(kāi)始，仍有許多基本的物理知識等待著(zhù)我們去揭開(kāi)。

　　此外團隊還發(fā)現，通過(guò)改變納米管的直徑，他們能夠控制碲的其它特性。通常情況下，該元素是一種半導體。但在嚴格限制的條件下，它的行為就更像是一種金屬了。

　九、蘋(píng)果公布新專(zhuān)利藍牙傳感器 汽車(chē)之間可互相通信

　　8月21日，蘋(píng)果公司公布最新的專(zhuān)利，此專(zhuān)利是利用傳感器技術(shù)幫助實(shí)現汽車(chē)之間相互通信。這款傳感器的技術(shù)類(lèi)似于藍牙短程無(wú)線(xiàn)通信，可以?huà)呙柢?chē)輛周邊環(huán)境，并與其它車(chē)輛、傳感器和GPS進(jìn)行數據傳輸。

　　據了解，蘋(píng)果公司此次開(kāi)發(fā)的傳感器類(lèi)似于藍牙短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)，可以?huà)呙柚車(chē)h(huán)境，與其他汽車(chē)、傳感器和GPS系統進(jìn)行通信，也可更新司機的儀表盤(pán)顯示，以提醒駕駛員路上有疾馳而過(guò)的車(chē)輛或救護車(chē)。蘋(píng)果并未表示此項技術(shù)將用于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，而是將其描述為類(lèi)似增強版的倒車(chē)雷達和盲區探測系統，這些系統已在汽車(chē)中普遍應用。

　　汽車(chē)之間相互通信已不是什么新鮮事了，早在2002年汽車(chē)通訊聯(lián)盟博通公司一直在研究這種技術(shù)，高通也有類(lèi)似解決方案。

　　蘋(píng)果公司此時(shí)推出藍牙傳感器專(zhuān)利是意義的，蘋(píng)果首席執行官庫克表示“正在大力投資建立自動(dòng)系統，其中一個(gè)主要應用就是汽車(chē)?！蹦壳疤O(píng)果已有改良的移動(dòng)操作系統CarPlay，它被設計用于汽車(chē)。隨著(zhù)自動(dòng)駕駛汽車(chē)承擔更多司機的傳統職責，像CarPlay這樣的系統可能會(huì )得到更廣泛的使用。

　　十、高通推出首款5G調制解調器芯片組

　　10月17日，高通在香港宣布正式推出首款面向移動(dòng)終端的5G調制解調器芯片組，并成功演示了全球首個(gè)與移動(dòng)設備的5G數據連接。同時(shí)高通還展示了首個(gè)面向新一代蜂窩連接的5G智能手機參考設計。

　　高通的此次測試在位于圣迭戈的 Qualcomm Technologies 實(shí)驗室測試進(jìn)行，實(shí)驗表明，高通的驍龍X50 NR調制解調器芯片組已經(jīng)通過(guò)多個(gè)100 MHz 5G載波實(shí)現了每秒千兆的下載速度，這比現在使用4G LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的智能手機的下載速度要快好幾倍。同時(shí)高通也在28GHz毫米波頻段上完成了數據連接，目前高通X50 5G基帶僅支持28GHz mmWave毫米波規范，也只有韓國KT、美國Verizon兩家運營(yíng)商支持。

　　為了演示移動(dòng)設備的5G數據連接，高通還帶來(lái)了首款5G智能手機作為參考設計。據悉這款手機采用了全面屏設計，正面指紋，支持屏下指紋識別，后置雙攝，厚度為9mm。高通表示，5G智能手機和網(wǎng)絡(luò )將會(huì )在2019年上半年實(shí)現商用，期間5G基帶、射頻、網(wǎng)絡(luò )等還需要1-2年的調試時(shí)間。

　　高通執行副總裁Cristiano Amon 表示：“這項重要里程碑和我們的5G智能手機參考設計充分展現了Qualcomm Technologies 正在推動(dòng)移動(dòng)終端領(lǐng)域內5G新空口的發(fā)展，以提升全球消費者的移動(dòng)寬帶體驗?！?/p>

　　其實(shí)，在去年高通就發(fā)布了全球首個(gè)5G基帶方案 “Snapdragon X50 5G Modem”，而在 2 月份的高通5G峰會(huì )上已經(jīng)宣布完成本次測試的5G新空口(New Radio)，并預計 2018年會(huì )有相關(guān)設備面世。

　　除了高通，英特爾、蘋(píng)果、華為等廠(chǎng)商都在著(zhù)力推動(dòng)5G革命。5G技術(shù)將有可能成為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及的基礎。據高通QCT技術(shù)副總裁李維興介紹，5G技術(shù)有望被用于能源管理、可穿戴設備、聯(lián)網(wǎng)醫療、物體追蹤以及環(huán)境監測等領(lǐng)域。