Gartner列出2011年六大电子类新技术

2011-08-10 17:34:47来源: EEWORLD

日前,Gartner在一份半导体技术成熟度曲线报告中指出了六大创新技术,这些技术或许在未来的几年内商业化。

这些技术包括量子点显示认知无线电太赫兹波MEMS显示磷酸铁锂电池以及450mm晶圆厂。

量子点显示

量子点(Quantum Dots)是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体,晶体中的颗粒直径不足10纳米。量子点由锌、镉、硒和硫原子组合而成。量子点有一个与众不同的特性:当受到电或者光(诸如LED产生的光)的刺激时就会发光,产生亮光和纯色,其发出的光线颜色由量子点的组成材料和大小、形状所决定。

目前QD Vision和另一家硅谷的公司Nanasys均从事量子点研究,目标是取代OLED市场,OLED在大尺寸显示屏应用中需要使用荫罩,这导致了不够精确,而QLED不需要荫罩,另外OLED需要滤色镜而QLED不需要,也更省电。

为了让量子点在显示器中用作主要部分,晶体需要被电子而不是光子激发。QD Vision公司首席技术官赛斯·柯伊-沙利文(Seth Coe-Sullivan)表示:“我们长期以来一直在研究量子点的电致发光问题,现在正是将其商业应用的时候。”

认知无线电(Cognitive Radio,以下简称CR)的概念起源于1999年Joseph Mitola博士的奠基性工作,其核心思想是CR具有学习能力,能与周围环境交互信息,以感知和利用在该空间的可用频谱,并限制和降低冲突的发生。CR的学习能力是使它从概念走向实际应用的真正原因。有了足够的人工智能,它就可能通过吸取过去的经验来对实际的情况进行实时响应,过去的经验包括对死区、干扰和使用模式等的了解。这样,CR有可能赋予无线电设备根据频带可用性、位置和过去的经验来自主确定采用哪个频带的功能。随着许多CR 相关研究的展开,对CR技术存在多种不同的认识。最典型的一类是围绕Mitolo博士提出的基于机器学习和模式推理的认知循环模型来展开研究,他们强调软件定义无线电(Software Defined Radio,SDR)是CR实现的理想平台。

目前,CR主要处于初级阶段,各项理论和技术处于研究探索中,但它已得到了各界的关注,很多著名学者和机构都投入到它的研究中,启动了很多针对此的重要研究项目。最引人关注的是IEEE802.22工作组的工作,该工作组制订了利用空闲电视频段进行宽带无线接入的技术标准,这是第一个引入认知无线电概念的IEEE技术标准化活动。无线电知识描述语言(RKRL)也应运而生。近期CR的主要目标是提高频谱利用率,研究预计,频谱利用率将提高3%-10%不等。它的长远目标是与各项技术更好的结合,满足日益增长的用户对频谱的要求。目前,认知无线电技术炙手可热,应用前景一片大好。有报道称具有认知功能的无线局域网产品将在近一两年内问世,但是要真正实现CR技术还需解决包括频谱检测技术、自适应频谱资源分配技术和无线频谱管理技术等关键技术问题。

太赫兹波

THz波(太赫兹波)或成为THz射线(太赫兹射线)是从上个世纪80年代中后期,才被正式命名的,在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波,波长大概在0.03到3mm范围,介于微波与红外之间。实际上,早在一百年前,就有科学工作者涉及过这一波段。在1896年和1897年,Rubens和Nichols就涉及到这一波段,红外光谱到达9um(0.009mm)和20um(0.02mm),之后又有到达50um的记载。之后的近百年时间,远红外技术取得了许多成果,并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少,主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制,因此这一波段也被称为THz间隙。随着80年代一系列新技术、新材料的发展,特别是超快技术的发展,使得获得宽带稳定的脉冲THz源成为一种准常规技术,THz技术得以迅速发展,并在实际范围内掀起一股THz研究热潮。

太赫兹的独特性能给通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。由于太赫兹的频率很高,所以其空间分辨率也很高;又由于它的脉冲很短(皮秒量级)所以具有很高的时间分辨率。太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时,由于太赫兹能量很小,不会对物质产生破坏作用,所以与X射线相比更具有优势。另外,由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段,因此太赫兹在粮食选种,优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。太赫兹的应用仍然在不断的开发研究当中,其广袤的科学前景为世界所公认。

MEMS显示

目前,高通光电和Pixtronix都在开发MEMS显示技术,MEMS显示與此前透過型顯示器相比,Pixtronix的PerfectLight技术優點是耗電量低。耗電量為液晶顯示器的1/4,試製的2.5吋面板約為45mW。液晶顯示器只能使用背照燈燈光的百分之幾,而PerfectLight因為沒有彩色濾光片等,利用率使用60%。目前,日立已使用的该项技术。

高通单色Mirasol显示屏幕的MOD可以呈现黑色和另外一种颜色。彩色Mirasol显示技术的呈色原理与之类似,不同的是每个IMOD像素包含红、绿、蓝3种颜色小像素,每个小像素的大小在10μm~100μm左右。每个映像点包含上方涂有半透明金属制薄膜的玻璃基板和位于基板下方的反射膜,玻璃基板和反射膜之间的空隙则构成了空气薄膜,以利于光线在其中反射。根据空气薄膜厚度的不同,小像素会显示出红、绿、蓝中的一种颜色。接通电压时,反射层会上下移动,从而改变像素的颜色。上升并使空气薄膜厚度为0时,像素呈现黑色;下降时空气薄膜厚度增大,像素呈现红、绿、蓝三色之一。

磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 锂离子电池的正极材料有很多种,主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料,而其它正极材料由于多种原因,目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钴酸锂,锰酸锂完全相同。

450mm晶圆厂

有关450mm硅片过渡在业界一直争论不休。到今天为止持积极态度的已有三家,分别是英特尔、台积电及三星,18英寸晶圆生产从环保、经济上来看,都会比12英寸厂更有效率。

在相同工艺条件下,450mm生产线的运作成本大约与300mm相比仅增加30%,但是由于硅片面积增大2.25倍,导致最终芯片的制造成本下降,由此将激发产能扩充,以及更多的厂投入450mm硅片(估计全球有10家以上)。这样的过程导致450mm硅片的市场占有率将由小至大,如目前300mm硅片占总硅片出货量已超过60%。因此向450mm硅片过渡的关键在于成本下降,而且必须同时使芯片制造商与设备制造商实现双赢。

至于450mm硅片的过渡时间点,台积电选择在2015年~2016年,也即22nm~16nm的量产阶段,可能业界存在不同的看法。因为由200mm向300mm硅片过渡时,原先估计在250nm节点,实际上推迟到130nm节点。

关键字:量子点显示  认知无线电  太赫兹波  MEMS显示  磷酸铁锂电池

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2011/0810/article_6320.html
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