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2012年不可忽視的二十大熱門技術

上網時間: 2011年12月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:二十大  技術  2012年  熱門  編輯 

2012年即將來臨,EETimes美國版的編輯們列出了心目中認為會為產業帶來大改變的二十大技術;考量到科技進展快速,這二十大技術並沒有經過特定的評比程序,但它們在許多方面會牽涉到大量的其他技術。

科技不會存在於真空中,每種技術背後的想法在概念上──甚至有時在實體上──相互連結;透過工程師、消費者、廠商、研討會或是各種市場趨勢分析。即將走入歷史的 2011年天災人禍不斷,我們從中可以看到,就是儘管整個市場成長受限,但電子與半導體仍是前進最快速的領域,以下的這些熱門技術正是其中推手。

1. 微機電系統(MEMS):MEMS 實際上包含了6至7種子領域,擁有很多具備高成長潛力的產品,例如:可偵測壓力、濕度的環境感測器(environmental sensor),以及矽晶麥克風,還有包括加速度計與陀螺儀的慣性感測器、噴墨印字頭、微流體元件(microfluidics),包括微鏡(micromirror)元件與顯示器在內的微致動器(microactuator),與RF MEMS、微光電機械系統(Micro-optoelectromechanical systems,MOEMS)、生物電子探針/基板….等等。

MEMSIC生產的固定式零件MEMS加速度計
圖為MEMSIC生產的固定式零件MEMS加速度計,以一個加熱器升高元件中央的空氣溫度,當溫度改變,圍繞在邊緣的熱電耦(thermocouples)就會指示加速

2. 無線感測網路:這是感測器、微控制器、發電、無線收發器的結合,具備開創一些新應用的潛力。

密西根大學研發的無線感測器系統
圖為美國密西根大學(University of Michigan)在2010年研發的無線感測器系統,內含以堆疊式封裝的裸晶,以及頂部的太陽能發電裝置

3. 物聯網(Internet of Things,IoT):當成千上百萬的物體都有自己的IP位置,就能為數十億人類提供更多服務,改變大眾生活。

NXP的物聯網構想
NXP的物聯網構想

4. 塑膠電子:以有機材料製作電子元件,能催生低成本、可生物分解的電路,但遺憾的是,目前相關技術無法達成高性能需求;RFID與NFC是有機會發揮相關技術潛力的應用。

5. 近距離通訊技術(Near field communication,NFC):市面上已經有許多支援NFC的手機產品,而2012年可望是手機成為電子錢包的起飛年。此技術的其他熱門應用還包括門禁、交通票證等等。

6. 印刷電子:印刷電子與塑膠電子密切契合,特別是可帶來低成本的捲軸式印刷技術或噴墨式印刷技術。而你可以想像看看,未來可能會有一種智慧型食品包裝技術,可以告訴你家冰箱何時該採買食材了…

7. 能量採集:目前在宏觀、微米與奈米等級領域,都有很多採集能量的方法;不過在微電子系統領域,我們現在是藉由製作超低耗電、僅需微瓦(microamps)電量就可運作的元件,來達成讓那些元件「自我供電」的目標,還沒研發出真正可產生採集足夠能量的技術。而能源其實是不滅的,只是會轉換成不同型態;無論如何,讓電池耗電量盡可能縮小,拉長需替換電池或進行充電的間隔時間,總是有用的。

8. 石墨烯(graphene):石墨烯是單層原子(a monolayer of atoms)以六角形狀排列的薄片,號稱是最強韌、傳導性最高的材料。該材料除了應用於製作導電油墨,也被考量應用於CMOS矽製程之後的新一代製程,製作高電子遷移率的元件。

石墨烯電晶體結構
圖中描繪的是一個石墨烯電晶體架構,黃色部分是金電極,透明部分是二氧化矽,黑色部分是矽基板,而放大圖內的藍色部分是石墨烯的晶格空隙缺陷 (圖片由美國馬里蘭大學提供)

9. 下一代非揮發性記憶體:有部分專家認為,垂直式NAND快閃記憶體(vertical NAND flash)會成為新一代非揮發性記憶體,但還有仍在研究階段的MRAM、相變化記憶體(PCM),以及RRAM (Resistive RAM,或稱ReRAM)等潛在競爭技術,誰會成為最後贏家還未可知。在這個領域,有時候憶阻器(memristor)也會被拿來討論,但實際上憶阻器這個名詞可適用於所有具備記憶體效應的雙端可變電阻元件(two-terminal variable resistance device)。2012年勢必仍有大量關於非揮發性記憶體技術的研究與爭議。

IBM的相變化記憶體
IBM的相變化記憶體號稱讀寫速度比快閃記憶體高100倍,而且讀寫週期可達1,000萬次

10. 處理器:微處理器向來是IC技術的極致成就之一,但似乎正步向「中年危機」;它知道該由多核心(multicore)進展至眾多核心(manycore),但微縮製程所需的元素就是不夠。目前相關技術發展包括編程語言、環境,例如OpenCL;還有由ARM提出的、尺寸「有點大」的成對處理器方案。此外在處理器領域,過去20年英特爾(Intel)對決AMD的性能之戰,已經被英特爾與ARM之間的低功耗戰爭取代,雙方戰火在2012年預期更為炙烈。

(下一頁繼續:2012年還有哪些值得關注的熱門技術?)


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