電子技術(shù)作為一項(xiàng)最基礎(chǔ)的技術(shù),它是支撐工業(yè),、汽車,、通訊等眾多行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。2018年即將過去,,作為一個(gè)電子人,,我們深感行業(yè)變化的神速,如果用一個(gè)詞形容全年的行業(yè)特性,,那就是“芯片”,。越來越多的國家開始重視核“芯”技術(shù),芯片產(chǎn)業(yè)涉及材料,、設(shè)計(jì),、制造、封裝,、測(cè)試等,,任何一項(xiàng)技術(shù)的突破,都會(huì)給整個(gè)行業(yè)帶來革命性的變革,,今年整個(gè)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)上也是節(jié)節(jié)攀升,,2018年可以說是產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的一年,全球電子產(chǎn)業(yè)也產(chǎn)生了眾多技術(shù)突破,,下面是其中最具代表的十大“黑科技”,。
十、擁有人腦智慧的類腦芯片
一直以來,,人們已經(jīng)習(xí)慣了電子芯片的模式,,那就是運(yùn)算和存儲(chǔ)的獨(dú)立工作模式。但是人腦的工作方式是統(tǒng)一的,,通過神經(jīng)元和突出的協(xié)作完成腦部工作,。近年來,全球很多研究機(jī)構(gòu)開始將精力放在類腦芯片技術(shù)上,,一直未能取得突破性進(jìn)展,。2018年2月,,麻省理工的工程師設(shè)計(jì)了一種人造突觸,可以實(shí)現(xiàn)精確控制流過這種突觸的電流強(qiáng)度,,類似離子在神經(jīng)元之間的流動(dòng),,這給人們?cè)O(shè)計(jì)像人腦一樣工作的芯片大有幫助。據(jù)相關(guān)工作人員介紹,,該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造了一個(gè)由硅鍺制成的人造突觸小芯片,,該芯片的突觸可以識(shí)別手寫樣本,準(zhǔn)確率非常高,,這個(gè)研究成果被認(rèn)為是邁向用于模式識(shí)別和其它學(xué)習(xí)任務(wù)的便攜式低功耗神經(jīng)形態(tài)芯片的關(guān)鍵技術(shù)突破,。
九、實(shí)現(xiàn)兩英寸GaN自支撐襯底的規(guī)?;a(chǎn)
如今,,我們正處在第二代半導(dǎo)體材料(硅)和第三代半導(dǎo)體材料發(fā)展的節(jié)點(diǎn)上,隨著信息技術(shù)的突飛猛進(jìn),,以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的半導(dǎo)體材料,,因具備禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高,、熱導(dǎo)率大,、電子飽和漂移速率高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)越性能,,是固態(tài)光源,、電力電子和微波射頻器件的關(guān)鍵技術(shù)和材料支撐,。2018年3月,,中國科技部高新司在高質(zhì)量第三代半導(dǎo)體材料關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了新突破,據(jù)相關(guān)工作人員對(duì)OFweek電子工程網(wǎng)介紹,,該項(xiàng)目完成了兩英寸GaN自支撐襯底的規(guī)?;a(chǎn),實(shí)現(xiàn)了高Al組分AlGaN基深紫外光泵浦激射,,開發(fā)了基于鈣鈦礦氧化物材料的紫外光電探測(cè)器件原型,,為氮化鎵的早日量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的新突破。
八,、長光研制出世界最大口徑碳化硅單體反射鏡
單體反射鏡是一種高精度的非球面光學(xué)反射鏡,,主要用于對(duì)地觀測(cè)、深空探測(cè)和天文觀測(cè)等領(lǐng)域,,是衡量國家的高性能光學(xué)水平的一個(gè)重要參考標(biāo)準(zhǔn),。2018年8月,長春光機(jī)研制出世界上最大的口徑碳化硅單體反射鏡,,標(biāo)志著我國在這個(gè)制造領(lǐng)域已經(jīng)躋身國際先進(jìn)行列,。據(jù)悉,,這個(gè)4m量級(jí)高精度SiC非球面反射鏡集成制造系統(tǒng)技術(shù)將應(yīng)用于國家地基大型光電系統(tǒng)。長春光機(jī)作為國家重要的科研機(jī)構(gòu),,在20世紀(jì)90年代就開始研究光學(xué)級(jí)碳化硅陶瓷材料,,并不斷取得突破性成果,2016年它們就曾成功研制出直徑4.03米的單體碳化硅反射鏡坯,。
七,、可自然降解的壓力傳感器
傳感器幾乎無處不在,隨著“萬物互聯(lián)”愿景的實(shí)現(xiàn),,未來的傳感器將搭載更多的黑科技技術(shù),,如美國科學(xué)家們研究的一款可自然降解的壓力傳感器就是亮點(diǎn)十足。據(jù)相關(guān)工作人員介紹,,這款傳感器能可移植并且可伸展,,它非常適用于醫(yī)療行業(yè),如用這門技術(shù)為很多患者定制個(gè)性化的康復(fù)方案,。應(yīng)用這門技術(shù),,人們可以控制傳感器的降解,使其壽命與組織愈合時(shí)間保持統(tǒng)一,,同時(shí)傳感器的靈敏度也沒影響,。除了用于患者康復(fù),它還能集成到小型化的發(fā)射器或接收器系統(tǒng)中,,應(yīng)用前景非常廣闊,。
六、柔性射頻濾波技術(shù)
隨著人們對(duì)電子設(shè)備形狀的要求,,柔性電子成為一種新的技術(shù)選擇,,搭載這種技術(shù)的電子設(shè)備可任意彎曲和折疊,柔性電子設(shè)備比傳統(tǒng)的電子設(shè)備更靈活,,同時(shí)適應(yīng)環(huán)境能力更強(qiáng),,成為近年來最熱門的一種電子研究技術(shù)。如何將柔性電子技術(shù)應(yīng)用在常見的設(shè)備之中成為如今熱門的話題,,也是科學(xué)家們一直努力的方向,。功夫不負(fù)有心人,2018年5月,,天津大學(xué)傳來好消息,,天津大學(xué)的精密測(cè)試技術(shù)及儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室龐慰團(tuán)隊(duì),成功開發(fā)出了柔性射頻濾波器,,可直接應(yīng)用于柔性電子,,這是我國在柔性電子設(shè)備上的一大技術(shù)突破,這門技術(shù)可實(shí)現(xiàn)柔性電子設(shè)備間的高速無線通訊,。一直以來,,人們幻想的“折疊”手機(jī)離我們又進(jìn)了一步,,如若將這項(xiàng)技術(shù)用于手機(jī)產(chǎn)業(yè),前景不可限量,。
五,、新型拓?fù)浣^緣體有望刷新存儲(chǔ)領(lǐng)域的“世界觀”
存儲(chǔ)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種電子器件之中,可謂是電子的“糧倉”,。今年,,美國明尼蘇達(dá)大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)新科研項(xiàng)目,探索出一種涉及磁阻效應(yīng)的新型拓?fù)浣^緣體,,這種拓?fù)浣^緣體將改善計(jì)算機(jī)計(jì)算與存儲(chǔ),。據(jù)相關(guān)人員介紹,這種磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器正逐漸在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域應(yīng)用,,這種拓?fù)浣^緣體的材料有利于進(jìn)一步改善磁阻隨機(jī)存儲(chǔ)電子單元寫數(shù)據(jù)的能量效率,。
四、中國光刻機(jī)分辨率達(dá)到22納米
光刻機(jī)被譽(yù)為工業(yè)之花,,制造難度不亞于造航母,。2018年11月,國家重大科研裝備研制項(xiàng)目“超分辨光刻裝備研制”通過驗(yàn)收,,這個(gè)設(shè)備就是光刻機(jī),,該光刻機(jī)由中國自主研制,分辨率達(dá)到了22納米,,未來還能用于制造10納米級(jí)別的芯片,,這是中國一項(xiàng)非常重大的技術(shù)突破。雖然它與全球頂尖的光刻機(jī)(7nm甚至5nm)等還有差距,,但能取得這樣的成績(jī)已屬不易,。
三、邏輯器件上的突破性成果
邏輯器件作為電子電路的基礎(chǔ)單元,,在很多的地方都能應(yīng)用得到,,但是如今是以CMOS器件為主流。2018年12月,,《自然》雜志發(fā)表了一篇關(guān)于一代邏輯器件的研究論文,作者包括英特爾,、加州大學(xué)伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員,。這篇論文描述了一種由英特爾發(fā)明的磁電自旋軌道(MESO)邏輯器件,相較于目前的CMOS器件,、MESO器件,,有望把電壓降低5倍、能耗降低10-30倍,。這項(xiàng)技術(shù)研究有望推動(dòng)計(jì)算能效提升,,跨越不同的計(jì)算架構(gòu)促進(jìn)性能增長,。
二、首次在三維體系中發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)
量子霍爾效應(yīng)是量子力學(xué)版本的霍爾效應(yīng),,需要在低溫強(qiáng)磁場(chǎng)的極端條件下才可以被觀察到,,此時(shí)霍爾電阻與磁場(chǎng)不再呈現(xiàn)線性關(guān)系,而出現(xiàn)量子化平臺(tái),。量子霍爾效應(yīng)是二十世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)之一,,因?yàn)檠芯肯嚓P(guān)技術(shù)獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家不少。2018年12月,,復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系修發(fā)賢課題組在《自然》雜志上刊發(fā)了他們的研究成果,,這也是中國科學(xué)家首次在三維空間中發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)。據(jù)悉,,修發(fā)賢教授課題組在拓?fù)涞依税虢饘偕榛k材料里觀測(cè)到三維量子霍爾效應(yīng),,通過實(shí)驗(yàn)證明電子的隧穿過程,邁出從二維到三維的關(guān)鍵一步,,開拓了全新的研究維度,,這表明這次新研究是人類向新的科學(xué)領(lǐng)域邁出了關(guān)鍵性的一大步。
一,、打破3nm制程極限,,科學(xué)家成功研發(fā)0.7nm二硒化鎢二極管
眾所周知,芯片制程與性能的關(guān)系密切,,目前能量產(chǎn)7nm芯片的廠商并不多,,而有些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始研究3nm科技了。就在前不久,,某科研團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家成功研發(fā)出0.7nm二硒化鎢二極管,,這意味著這項(xiàng)技術(shù)可能打破半導(dǎo)體的3nm制程極限,芯片可以容納更多的二極管,。這次0.7nm的二硒化鎢二極管研發(fā)成功,,將為業(yè)界看衰半導(dǎo)體制程的人們一顆強(qiáng)心針,具有非常重要的意義,。
總結(jié):
電子產(chǎn)業(yè)起源于歐美等發(fā)達(dá)國家,,它們?cè)谇把氐募夹g(shù)研究上領(lǐng)先于其它國家很多年,這也是它們的優(yōu)勢(shì),。隨著全球產(chǎn)業(yè)的融合,,很多發(fā)展中國家也開始大量投入對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究,其中也包括中國,,科學(xué)家們不畏艱難,、迎難而上,也取得了很多成績(jī),包括材料,、設(shè)備,、制造等,它們是推動(dòng)電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心,,也是最重要的人才,,值得我們?nèi)プ鹁春忘c(diǎn)贊。