經(jīng)歷了慘重的產(chǎn)業(yè)衰退，好不容易感受到景氣復蘇的科技廠(chǎng)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(huì )紅？該把錢(qián)砸在哪里才不會(huì )變冤大頭？以下是EETimes美國版所選出的、值得特別注意的十項新興技術(shù)。

        雖然軟件看來(lái)也將在2010年扮演要角，不過(guò)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(jiǎn)材料等方面的條件(這些條件也可說(shuō)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(huà)題、或是還需要長(cháng)期發(fā)展的技術(shù)項目則未考慮在內。

        當然，這十項由編輯們選出的技術(shù)(排列順序并無(wú)特別規則)，也許不是百分之百準確成為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)或研究機構都展示過(guò)如何利用裝置在頭盔或是耳機上的傳感器來(lái)擷取腦波，并用以控制計算機系統。這類(lèi)技術(shù)主要應用在醫療──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(lái)越常用以做為消費性電子裝置與計算機游戲的控制接口。

        聽(tīng)起來(lái)也許有點(diǎn)像科幻小說(shuō)，但藉由思想控制(thought-control)的人機接口已經(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)導體/絕緣體或半導體層以形成電路的技術(shù)，可望催生比目前采用傳統制程生產(chǎn)之IC成本更低芯片。通常印刷半導體意味著(zhù)使用性能與硅大不相同的有機材料，甚至所生產(chǎn)之組件尺寸也能超越硅材料的極限。此外還有許多應用獲益于低價(jià)、軟性基板的性能；例如RFID標簽，還有顯示器的主動(dòng)矩陣背板 (active-matrix backplane)。

        有一家美國廠(chǎng)商Kovio則是專(zhuān)精印刷式硅電子組件技術(shù)，該公司自2001年成立以來(lái)就深耕印刷電子市場(chǎng)，并在2009年7月宣布獲得2,000萬(wàn)美元資金，將把這筆錢(qián)用于將該公司的RF條形碼推向商業(yè)化量產(chǎn)。


3. 塑料內存

        塑膠內存也可能適合以印刷制程來(lái)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、成本也更低。挪威業(yè)者Thin Film Electronics就是這種技術(shù)的專(zhuān)家之一，該公司多年來(lái)致力將該技術(shù)商業(yè)化，并曾與大廠(chǎng)英特爾(Intel)合作過(guò)一段時(shí)間。

        塑膠內存是以具鐵電(ferroelectric)特性的聚合物Polythiophenes為基礎，可重復讀寫(xiě)、非揮發(fā)性；根據Thin Film Electronics介紹，其資料保存期限可超過(guò)十年，讀寫(xiě)周期超過(guò)百萬(wàn)次。在2009年9月，一家德國公司PolyIC還使用塑料內存技術(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的塑料內存。

4. 無(wú)光罩微影

        大多數人可能會(huì )問(wèn)，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)？但現在有匹大黑馬跳出來(lái)──即采用電子束(electron beam)技術(shù)為基礎的無(wú)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構CEA-Leti，讓晶圓代工大廠(chǎng)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)域應用的多核心異質(zhì)處理器(multicore heterogeneous processors)；不過(guò)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(wèn)世以來(lái)，上述問(wèn)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(xiàn)或是電池，而可以透過(guò)各種環(huán)境現象，而這種技術(shù)可能會(huì )帶來(lái)深遠的影響。

        最初的振動(dòng)供電(vibration-powered)無(wú)線(xiàn)傳感器應用之一，是裝置在汽車(chē)機械中；這種無(wú)電池傳感器應用的主要考慮，就是免除了維護的需要。有家德國公司EnOcean則專(zhuān)長(cháng)于無(wú)電池無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)技術(shù)，可應用在住宅自動(dòng)化領(lǐng)域；該公司并正在推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的標準化工作。

       手機大廠(chǎng)Nokia也正在觀(guān)察手機用能量采集技術(shù)的可能性，不過(guò)目前還沒(méi)有任何原型產(chǎn)品；而到2010年，所有的行動(dòng)設備業(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(cháng)產(chǎn)品的電池續航力。

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(guò)于開(kāi)發(fā)階段，但生物學(xué)與電子學(xué)的結合技術(shù)，已經(jīng)成熟到可以應用。我們已經(jīng)對那些植入動(dòng)物體內的硬件組件習以為常，像是寵物芯片等注射到動(dòng)物皮下的電子卷標，或是人類(lèi)應用的心律調整器；而想要在提升醫療照護質(zhì)量同時(shí)，又能降低相關(guān)費用的需求也是越來(lái)越急迫。

       產(chǎn)業(yè)界在微機電系統(MEMS)、有機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)驗室單芯片(Lab-on-a-chip)就是相關(guān)技術(shù)的展現之一，IBM最近也發(fā)表了該類(lèi)芯片樣品；未來(lái)甚至也有可能在可電子尋址的基板上培育生物細胞。實(shí)現生物體外診斷的可能性已經(jīng)很確定。

       這類(lèi)技術(shù)的主要目標，是探索個(gè)別細胞的電氣特性信息與它們對藥物的反應，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，我們可預期將有更多生物電子學(xué)技術(shù)躍上臺面。

8. 電阻式內存/憶阻器

       業(yè)界對通用內存的追尋仍在持續；這種內存需要像DRAM那樣簡(jiǎn)單，甚至最好能像是那些電容器。此外理想的內存要能在斷電情況下仍能保存數據數年，使用循環(huán)周期至少要達百萬(wàn)次等級；這類(lèi)內存最好使用傳統的制造方法就能輕松生產(chǎn)，使用的材料也別超出傳統晶圓廠(chǎng)可負擔的范圍…

        但遺憾的是我們迄今尚未發(fā)現夢(mèng)幻內存…是這樣嗎？

    2009 年，在導電金屬氧化物(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模的IDM廠(chǎng)積極進(jìn)軍電阻式內存(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(xiě)電路理論　RRAM可望成為殺手級應用？

9. 直通硅晶穿孔

        在先進(jìn)硅芯片表面最上方的導線(xiàn)堆棧(interconnect stack)深度，可以達到很深且非常精細的程度；而我們認為這樣的趨勢將導致芯片前段(front-end)制程分成不同階段，甚至可能分別再不同的晶圓廠(chǎng)進(jìn)行。

        這種將多層裸晶堆棧在單一封裝內部的需求，需要更細致的導線(xiàn)；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(kāi)始生產(chǎn)TSV組件，鎖定供應將CMOS芯片與傳感器組件等進(jìn)行3D整合的客戶(hù)；類(lèi)似的組件在2010年將會(huì )有更多。
 
10. 五花八門(mén)的電池技術(shù)

        已經(jīng)非常成熟的電池技術(shù)無(wú)法像是依循著(zhù)摩爾定律(Moore's law)的IC那樣，繼續在能量密度上有所進(jìn)展；但無(wú)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(lái)其他的安全性風(fēng)險。

        各種可攜式電子設備都需要電池來(lái)供電，訴求環(huán)保的電動(dòng)車(chē)若是少了電池也不再有未來(lái)；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(kāi)發(fā)出可充電的鋅空氣(zinc-air)電池。預期在2010年將會(huì )誕生更多具備智能功能的新穎電池技術(shù)。