2017年電子行業(yè)十大技術突破

　　七、美國科研人員宣布實現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(tǒng)的光刻印刷技術。

　　這個實驗室的科研人員創(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原子的地步。他們造出的這個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11nm,這樣一來每平方毫米就能實現1萬億個特征點的密度。通過偏差修正STEM在5nm半柵極在氫氧硅酸鹽類抗蝕劑下實現了2nm分辨率。

　　事實上這也不是科學家第一次實現1nm級別的工藝,去年美國能源部下屬的另一個國家實驗室——勞倫斯伯克利國家實驗室也宣布過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,這項技術也不會很快投入量產,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(qū)別,要讓廠商們一下子全部淘汰現有設備,這簡直是不可能的。

　　八、科學家造出“全球最薄”納米線

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

　　其實在三維(3D)世界中，是沒有純一維(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度和寬度。

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

　　不過這種單原子微觀尺度也帶來了一些問題，比如原子經常演繹出與照科學家設想不一致的行為。另外缺少結構束縛的話，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，通常需要將它放在某個表面上。但問題是，這些表面通常具有電抗性。然而碳納米管在化學上相當惰性，不僅能夠固定住這種一維結構，還不影響它的導電性。這只是我們開始系統(tǒng)理解一維材料物理和化學性質的開始，仍有許多基本的物理知識等待著我們去揭開。

　　此外團隊還發(fā)現，通過改變納米管的直徑，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、蘋果公布新專利藍牙傳感器 汽車之間可互相通信

　　8月21日，蘋果公司公布最新的專利，此專利是利用傳感器技術幫助實現汽車之間相互通信。這款傳感器的技術類似于藍牙短程無線通信，可以掃描車輛周邊環(huán)境，并與其它車輛、傳感器和GPS進行數據傳輸。

　　據了解，蘋果公司此次開發(fā)的傳感器類似于藍牙短距離無線技術，可以掃描周圍環(huán)境，與其他汽車、傳感器和GPS系統(tǒng)進行通信，也可更新司機的儀表盤顯示，以提醒駕駛員路上有疾馳而過的車輛或救護車。蘋果并未表示此項技術將用于自動駕駛領域，而是將其描述為類似增強版的倒車雷達和盲區(qū)探測系統(tǒng)，這些系統(tǒng)已在汽車中普遍應用。

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

　　蘋果公司此時推出藍牙傳感器專利是意義的，蘋果首席執(zhí)行官庫克表示“正在大力投資建立自動系統(tǒng)，其中一個主要應用就是汽車?！蹦壳疤O果已有改良的移動操作系統(tǒng)CarPlay，它被設計用于汽車。隨著自動駕駛汽車承擔更多司機的傳統(tǒng)職責，像CarPlay這樣的系統(tǒng)可能會得到更廣泛的使用。

　　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終端的5G調制解調器芯片組，并成功演示了全球首個與移動設備的5G數據連接。同時高通還展示了首個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 實驗室測試進行，實驗表明，高通的驍龍X50 NR調制解調器芯片組已經通過多個100 MHz 5G載波實現了每秒千兆的下載速度，這比現在使用4G LTE無線網絡的智能手機的下載速度要快好幾倍。同時高通也在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(guī)范，也只有韓國KT、美國Verizon兩家運營商支持。

　　為了演示移動設備的5G數據連接，高通還帶來了首款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智能手機和網絡將會在2019年上半年實現商用，期間5G基帶、射頻、網絡等還需要1-2年的調試時間。

　　高通執(zhí)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 正在推動移動終端領域內5G新空口的發(fā)展，以提升全球消費者的移動寬帶體驗?！?/p>

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

　　除了高通，英特爾、蘋果、華為等廠商都在著力推動5G革命。5G技術將有可能成為未來物聯網技術普及的基礎。據高通QCT技術副總裁李維興介紹，5G技術有望被用于能源管理、可穿戴設備、聯網醫(yī)療、物體追蹤以及環(huán)境監(jiān)測等領域。