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一、微电子的集成技术
微电子器件的特征尺寸缩小将持继下去。目前,建立在以Si基材料为基础、CMOS器件为主流的半导体集成电路技术,其主流产品的特征尺寸已缩小到0.18~0.1?m。硅基技术的高度成熟,硅基CMOS芯片应用的日益扩大,硅平面的加工工艺技术作为高新技术基础的高新加工技术也将持继下去。据国际权威机构预测,到2012年,微电子芯片加工技术将达到400mm(16in)硅片、50nm特征尺寸,到2016年,器件的最小特征尺寸应在13nm。然而,硅基CMOS的发展和任何事物一样,都有其产生、发展、成熟、衰亡的过程,不可能按摩尔定律揭示的规律长期的发展下去。随着特征尺寸的缩小,将达到器件结构的诸多物理限制。当代各种集成电路发展状况,越来越接近物理限制。
采用新材料的非经典CMOS必将发展起来,高K材料和新型的栅电极;采用非经典的FET器件结构;采用新工艺技术等。在非经典CMOS迫切需要解决的问题中,功耗是一个最严峻的问题,能否圆满解决这一问题,将是制约发展非经典CMOS发展的一个重要因素。
二、正在成长的系统芯片—SOC
由芯片发展到系统芯片(SOC),是改善芯片集成技术的新举措。微电子器件的特征尺寸难于按摩尔定律无限的缩小下去,在芯片上增加集成器件是集成技术发展的另一方向。与当年从分立晶体管到集成芯片(IC)一样,系统芯片(SOC)将是微电子技术领域中又一场新的革命。
上个世纪90年代以来,集成芯片系统(SOC)讯速发展起来,它基于硅基CMOS工艺,但又不局限于CMOS和硅平面加工工艺。它是以硅基CMOS为基础技术,将整个电子系统和子系统整个集成在一个芯片上或几个芯片上,它是集软件和硬件于一身的产物,SOC的设计是通过嵌入模拟电路、数字电路等IP的结合体,可以具有更大的灵活性。一个典型的SOC可能包含应用处理器模块、数字信号处理器模块、存储器单元模块、控制器模块、外设接口模块等等多种模块。微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术发展的必然结果。集成系统的发展是以应用为驱动的,随着社会信息化的进程,它将越来越重要。21世纪仅仅是SOC发展的开始,它将进入空间、进入人体、进入家庭,它将进入需要所有需要掌握信息处理的信息空间和时间。有的科学家就把集成芯片系统—SOC称为USOC(UserSOC)。
三、MEMS技术是微电子技术新的增长点
微机电系统制造(Micro?Electro?Mechanical?systems—MEMS)是微电子发展的另一方向,它的目标是把信息获取、处理和执行一体化地集成在一起,使其成为真正的系统,也可以说是更广泛的SOC概念。MEMS不仅为传统的机械尺寸领域打开了新的大门,也真正实现了机电一体化。因此,它被认为是微电子技术的又一次革命,对21世纪的科学技术、生产方式、人类生活都有深远影响。
微机电系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术(micro/nanotechnology)基础上的21世纪前沿技术,是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微机电系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令,还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令进行操作。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺,制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。?微机电系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术,该技术将对未来人类生活产生极大性影响。它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。?微机电系统(MEMS)的研究已取得很多成果。在微传感器方面,利用物质的各种特性研制出了各种微型传感器;在微执生器方面有微型马达、微阀、微泵及各种专用微型机械已组成微化学系统和DNA反应室。此外,还有其它很多方面的应用。
IBM日前宣布,他们已经成功将纳米缎石墨烯场效应晶体管的频率提高到GHz级别,这也是这种非硅电子材料迄今为止所能达到的最高频率。该成就是美国国防部高级研究计划署(DARPA)赞助的碳电子射频应用(CERA)项目取得的里程碑式进步,也是开发下一代通信设备工程的一部分。
石墨烯(Graphene)是石墨的一种特殊形式。虽二维结构,由蜂窝状的单层碳原子组成,完美情况下只包括六角元胞(等角六边形),而且有着独特的电子属性,有希望最终组成超高速晶体管,故而吸引了全球科研人员的广泛关注。2006年3月,佐治亚理工学院成功地制造了第一个石墨烯平面场效应晶体管,并观测到了量子干涉效应。
IBM的最新成果除了让石墨烯晶体管的频率突破1GHz,更重要的是还首次确立了尺度行为,比如性能对太小的依赖性。科研人员们发现,在门信号宽度达到150lm的时候,石墨烯晶体管的运行频率可以达到空前的26GHz。
IBM还预计,如果能将门信号宽度缩小到50nm,石墨烯晶体管的频率就有望突破1Tz,也就是1000GHz。
因特尔完成下一代32纳米工艺过程开发工作
2008年12月9日,英特尔公司宣布完成了下一代制造工艺的开发工作,进一步把芯片电路缩小至32纳米。英特尔计划将于2009年第四季度推出基于高能效、更密集的晶体管的产品。
英特尔公司在旧金山举行的国际电子器件会议(IEDM)上披露了32纳米制程技术的相关细节及其它主题信息。英特尔将在预定时间内完成32纳米制程技术的开发及处理器制造的前期准备工作,这意味着其产品与制程发展计划“Tick-tock”战略再次得以成功实施。
“Tick-tock”战略指英特尔每隔12个月将交替推出全新的处理器微架构和领先的制程技术,这一独特的发展模式推动了产业的持续发展。随着明年32纳米芯片的推出,这将是英特尔公司连续第四年实现“Tick-tock”战略目标。
英特尔即将的32纳米论文及报告介绍了新的逻辑技术,融合了第二代高K金属栅极技术、面向关键图案形成层的193纳米浸没式光刻技术以及增强型沟道应变技术。这些特性进一步增强了英特尔处理器的性能和能效。与现有的其它32纳米技术相比,英特尔的制程技术拥有业内最高的晶体管性能和晶体管密度。
ST-NXP Wireless开始量产3G/UMA芯片平台
2008年12月15日,ST-NXP Wireless宣布全球首款3G非授权移动接入(UMA)芯片组平台已经投入量产,为固网移动融合手机实现更强大的多媒体功能。7210 UMA蜂窝系统解决方案是首款在单个解决方案中结合UMA和3G技术的产品,能帮助手机制造商打造更多种的高速手机,增强竞争优势。
用户可通过双模3G UMA手机在UMTS蜂窝网络、GSM/EDGE网络、家用或企业级WiFi接人点之间无缝漫游和切换。7210 UMA蜂窝系统解决方案不仅在连接性能和语音质量上有重大改进,还能在UMA网络上提供快于每秒1Mbits的数据传输速度。这一新的进展意味着用户只需一个手机,就能在速度极高的3G或WiFi网络上快速浏览网页,享受视频流服务及访问社交网络。
ST-NXP WirClss蜂窝系统高级副总裁兼总经理DanRabinovitsj表示:“固网移动融合服务的下一阶段就是让消费者拥有速度更快、内容更丰富、以及更简单的宽带体验。在WiFi热区,用户在访问流行的社交网站时能明显感受速度的提升,在观看喜欢的网络视频时可享受流畅画面。这让用户在UMTS功能手机上就能感受一般只有在PC上才拥有的宽带体验。”
联想双屏幕笔记本电脑ThinkPad W700ds
日前,联想首款使用双屏幕设计的笔记本ThinkPadW700ds已正式,这款笔记本拥有17英寸+10.6英寸双显示屏设计,联想把这款笔记本定位为“移动工作站”产品。
ThinkPad W700ds使用了Intel四核Core2系列处理器,NVIDIA Quadro移动版显卡,另外还配备了8GB的DDR3内存及双传统硬盘或双固态硬盘设计,最高可拥有960GB存储容量。
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关键词:FPGA;京微雅格;MCU;本土
DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.9.004
萌出的小苗
王海力博士,清华大学计算机专业毕业,2005年加入了刚刚成立的京微雅格公司。在王海力等人的辛勤努力下,第一批FPGA产品于2010年上市销售,2011年营业额达129万元人民币,2012年实现了305万元,今年希望突破一千万元大关。随着公司业务的壮大,王海力博士的事业也在不断成长,如今他已是京微雅格的企业规划与业务发展总监,公司管理团队成员之一。
为何京微雅格的营业额能够迅速崛起?首先,FPGA是未来20年里重要的基础芯片,不仅发展潜力大,也有战略意义,因此受到了国家的高度重视。王海力博士引用了去年在美国加州举行的“FPGA 2032”大会上的报告,大会由业界顶尖的专家对FPGA技术未来20年的走向进行了预测。会议认为,在2032年的主流器件中,除了MCU/CPU、SRAM、存储器等,FPGA也将是一种最基础的器件。另外,FPGA这种概念元素未来也一定会集成到各种各样的芯片中,包括小到生物芯片等看不见摸不到的芯片。因此,做好FPGA这种逻辑可编程的灵活芯片,对国家来说具有长远的战略意义。
其次,像许多中国芯公司一样,京微雅格也具有唯一性的特点——是世界上唯一在美国硅谷以外开发出FPGA产品的公司,因此能够吸引政府和社会各界的关注和投资。京微雅格的前身是2003年在美国硅谷创办的Agate Logic公司,2005年与清华大学合作迁来中国北京,累计投资超过5000万美元。公司经历了十个年头,先后研发出7款具有自主知识产权的集FPGA、CPU、存储器为一体的可编程系统芯片。如今推出应用级的第 6代产品CME-M“山”系列,也宣告京微雅格自主创新技术平台--可配置应用(CAP)自此形成了较完善的硬件和软件支持平台。
再有,京微雅格自身的努力。例如,FPGA最难逾越的一个关键环节是体系结构,即逻辑结构怎么设计,绕线之间应该怎样互联,因为Xilinx和Altera有将近六千项专利在保护这方面。京微雅格经过6代产品的研发和改进,终于推出了具备自主知识产权的Tile架构。
最后,我国FPGA领域已有多年积淀,为京微雅格的生态环境进行了铺垫。上世纪八九十年代及国家十一五规划已经进行了很多FPGA的理论研究,诸如复旦大学微电子系、中科院的微电子所和电子所、清华大学计算机系等做了面向FPGA/ASIC的硬件及EDA工具的开发。一些本土企业也从“先学习,再逆向”的方法做起了FPGA。在研发上,大家可以互相支持和合作,例如军工等领域对抗辐射等有特殊要求,京微雅格将与中科院、772所等本土科研院所探讨合作机会。
打造生态环境
王海力博士说,FPGA技术上主要有四个难点:架构设计、硬件实现、软件开发以及应用IP开发。京微雅格公司较为完整地解决配套供应链问题。很多FPGA公司功亏一篑的关键原因,在于软件发展的不同步。在 FPGA的发展壮大过程中,软件将占据60%的重要份量,只有从头到脚全副武装,才能更好的帮助用户完成设计。京微雅格提供的CAP平台,不仅包括芯片,还包括高效的软件套件,并为第三方工具提供接口,使客户很自然的使用第三方开发工具。
在制造方面,最初的1K逻辑产品M1(衡山)系列是在中芯国际(SMIC)流片,2010年时采用130纳米制程。2012年的CME-M5(金山)系列代工伙伴是台积电(TSMC),采用65纳米制程。今年下半年将的CME-M7(宝山)系列代工伙伴是联电(UMC),会采用55纳米的工艺。
目前,京微雅格集成了增强型8051的“山”系列产品M0、M1、M5已经推向市场,整合了ARM CortexM3的M7产品也将面世。
随着逻辑资源的不断增加,京微雅格将30K及以上逻辑资源产品定义为“云”系列,计划明年将有产品问世,主要面向高端市场。
面向超高端市场的应用,京微雅格也在做着技术储备,未来会规划“星”系列的产品。
针对手持终端等移动互联网设备对功耗或其他有特殊要求的行业应用,京微雅格也在规划“湖”系列的产品系列,主要强调低功耗、低成本和高可靠性。
如何成奇葩?
笔者注意到,京微雅格的前期投资5000多万美元,2012年实现了销售收入305万人民币,可见目前的投入和产出差距还较大。那么,作为一家企业,京微雅格如何早日实现造血功能?众所周知,集成电路发展最需要的是资金和人才,这里不再赘述,只是谈谈笔者对FPGA市场的粗浅认识和心得。
首先,建议京微雅格专注低端,解决生存问题。京微雅格的前身——Agate Logic就是在美国硅谷走高端的FPGA公司,从其改弦易辙看,京微雅格既不能模仿Achronix公司从Intel-22nm-TriGate合作上横空出世,也不能和市场双擎——Xilinx和Altera斗法,低端FPGA市场有Latice当道,还有被Microsemi纳入旗下的Actel FPGA部门在做Cortex-M3 FPGA,另有Quicklogic走超低功耗的便携式/手机之路。笔者认为,从京微雅格的“山云星湖”规划看,过于宏大壮美,精力恐怕会有所分散。建议做好低端,拿下中高端FPGA厂商看不上的利润,来积聚自主生存的力量。将来如果有足够的资金,从竞争对手那里挖来一些人才,比自己培养高端人才省力很多。
向春天跋涉
当然,榜样的力量是无穷的。笔者曾认为展讯是个好榜样,可惜今年7月已嫁给清华紫光集团,有了稳定的饭碗。因此,王海力等人的工作更有挑战性,他们需要探索前人没走过的路,不仅为自己追寻春天,还为中国也有好的FPGA!
参考文献:
[1]Intel.3-D, 22nm: New Technology Delivers An Unprecedented Combination of Performance and Power Efficiency[R/OL].
[2]薛士然.京微雅格:FPGA产业中的潜力新秀[R/OL]. (2012-7-30).http://.cn/article/135161.htm
[3]高扬.“我有一个梦想”--本土FPGA厂商京微雅格之跬步千里[R/OL].(2012-7-30).http:///fpga/306896
无论是处理器、图形处理芯片,还是存储模块来说,半导体行业都在尽力提高微芯片的速度。但高速发展的步伐可能会遇到巨大的障碍。问题来自于更快的时钟速率导致的发热,因为现代半导体架构只有几层原子厚。量子效应导致层之间的电流泄露变得越来越严重,芯片能耗和热损失也在急剧增加。在过去三年中,CPU的平均功耗几乎增加了一倍。在极端的情况下,超过100w的能量被浪费在产生热量上了,而且这个数字还在增加。
如何有效地为处理器降温对于PC及配件生产厂家来说成了一个越来越难以解决的问题。许多厂家采取应对措施,发展的步伐并没有停止,10GHz的处理器也将在2007年初现曙光。
Gordon Moore在Intel成立之初是技术总监,他在1965年提出半导体芯片的复杂程度将在每18个月增加一倍,而计算能力也将同比增长,这就是一一著名的摩尔定律。
在其后的将近40年中,行业的发展都基本符合了这一定律,看起来似乎它还将在未来十年中继续有效。
目前处理器技术的基础是CMOS(互补金属氧化物半导体,ComplementaryMetaI Oxide Semiconductor)晶体管。一个晶体管有三个基本部分构成:源极、栅极和漏极。如果在栅极加载一个电压,源极到漏极之间就形成了一个电流的通路。电流流经的路线叫沟槽。如果在栅极上没有电压,那么晶体管就把这个通路阻断,也就是处于关闭的状态。通过利用这种功能,多个晶体管一起可以组成各种电路。六个晶体管就足够在存储芯片中形成一个存储单元了。但是现代处理器或者图形芯片复杂的功能性经常需要超过10,000个晶体管共同构成一个存储单元。总的来说,在处理器中晶体管的数目相当巨大:在最新的AMDAthlon 64中有1亿600万个,而在Intel的Pentium 4中有1亿2500万个,所有这些晶体管都分布在指甲盖大小的面积上。图形芯片甚至更为复杂:Nvidia的Geforce FX 6800就有2亿2200万个晶体管。
随着时间的推移人们需要以更小的半导体架构来集成大量的晶体管,而且要达到更高的频率。
目前在PC领域中所使用的最多还是是0.13微米(一微米是一米的百万分之一,有时可以看到它的旧称“micron”)的晶体管。从2004年初开始,Intel在它的Prescott Pentium 4 CPU中使用90纳米(0.09微米)制造工艺,最近AMD也开始使用这一工艺标准。
目前半导体制造商们已经开始研究65纳米的技术,并且已经计划在2007年能够采用45纳米的技术。在2011年,技术进步将达到22纳米的水平。这些结构是通过影印术(photographic)、气相沉积(vapour depositlon),蚀刻术和切割等一系列工序加工而成的。在处理器被加工完成之前,需要完成几百个独立的步骤和非常耗时的程序。
如果在生产过程中出现了电力供应中断(就如同1999年台湾地震后的情况),那么几个星期的努力就将付诸东流。
分层结构
半导体制造业的基础是建立在小小的、非常精巧的、纯硅的薄片之上的晶元(wafer)。晶元是在严格真空的条件下,由不同的材料层严格支撑的。 光学刻蚀(photo―lithography)术是通过交替在光源中暴露和蚀刻,然后在晶元上刻出相应的沟槽。晶元的每层上都有光致抗蚀次(photosensitiveresist),在曝光过程中,被照射到的部分下面的材料会被蚀刻。通过使用越来越强的光源,就有可能制造出越来越微小的电路。光学刻蚀的大小直接取决于所采用的光波的波长,通过使用更高的光照能源,这个数值也会随之减小
更低的成本
生产芯片时所采用晶元的大小对于生产成本影响巨大。目前大部分的生产厂商都正在从200mm转向使用300mm的晶元,因为这样的话,每个晶元上所能生产的芯片数目几乎增加了一倍。
单一晶元上所能生产的芯片数目的增加是由于随着半径的扩大而扩大,300mm的晶元意味着在边角部分切割出矩形芯片所浪费的面积会更少。使用更大的晶元还能够将生产每个芯片平均耗费的水、电降低最多40%。
新技术
目前产品化的热点是绝缘体上覆硅晶(Silicon on lnsulator,SOI)、称之为高K(high-k dielectrics)的材料和应变硅(strained silicon)技术。
目前处理器制造商必须解决的另一个问题是由于源极一漏极之间的沟道和栅极之间越来越薄的阻断层(barrierlayer)造成的。AMD正在使用SOl技术来解决源极和漏极之间电流泄露的问题。通过在源极和漏极结果中使用一个附加的绝缘氧化层,可以极大地减少了由于电流泄露造成的干扰。
在目前的90纳米的晶体管制造工艺中,1.2纳米厚二氧化硅层只有相当于几层原子的厚度,很快就会失去绝缘性能。如果有微弱的电流穿透它,就会增加功耗。这就导致了在栅极中高K绝缘体的应用,也就是说使这些层具有更高的电容率。这提高了晶体管的性能和转换速度,同时使得3纳米的、更厚的阻断层成为可能。电流泄露现象可以被减少。InteI计划在2007年的45纳米制造工艺中使用高K绝缘体。
应变硅(Strained silicon)技术可以减少晶体管的反应时间。只要将一张带有张力的硅锗薄膜被放在沟道区域,就可以改变了半导体结构的网格结构。这导致了更大的原子通过空间,使电流中的电子的迁移率提高30%。
应变硅技术的原理是硅锗层(SiGe)的网格大小大干纯硅的网格,因此在拉伸方向的电子迁移率就会提高,这样减少了衬底层的寄生三极管所获得的电压。2004年年底AMD就在它的90纳米的Athlon 64 OPUs中已经采用了SOI和应变硅两项技术。
晶体管向立体发展
在将来,AMD和Intel都计划采用立体结构来进行晶体管设计:不同于传统晶体管,它采用的是立体结构,电流从源极到漏极之间进行立体的流动。更大的接触面积提高了电流的传导率,并且有效减少了电流泄露。
关键词:纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体
NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如,美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%,达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是,纳米结构(尺度小于20纳米)足够小以至于量子力学效应占主导地位,这导致非经典的行为,譬如,量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外,亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念,例如,单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是,在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向(2001)“杂志,2005年前动态随机存取存储器(DRAM)和微处理器(MPU)的特征尺寸预期降到80纳米,而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而,到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小,而且要求全新的器件设计和制造方案,因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小,量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加,这是我们不想要的但却是不可避免的。因此,解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件,以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件,我们肯定会获益良多。譬如,在电子学上,单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处,他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作,这导致超低的能量消耗,在功率耗散上也显著减弱,以及带来快得多的开关速度。在光电子学上,量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点,其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上,纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子,而且开启了细胞内探测的可能性,这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用,比如,铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等,也已经被提出,可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之,无论是从基础研究(探索基于非经典效应的新物理现象)的观念出发,还是从应用(受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使)的角度来看,纳米结构都是令人极其感兴趣的。
II.纳米结构的制备———首次浪潮
有两种制备纳米结构的基本方法:build-up和build-down。所谓build-up方法就是将已预制好的纳米部件(纳米团簇、纳米线以及纳米管)组装起来;而build-down方法就是将纳米结构直接地淀积在衬底上。前一种方法包含有三个基本步骤:1)纳米部件的制备;2)纳米部件的整理和筛选;3)纳米部件组装成器件(这可以包括不同的步骤如固定在衬底及电接触的淀积等等)。“build-up“的优点是个体纳米部件的制备成本低以及工艺简单快捷。有多种方法如气相合成以及胶体化学合成可以用来制备纳米元件。目前,在国内、在香港以及在世界上许多的实验室里这些方法正在被用来合成不同材料的纳米线、纳米管以及纳米团簇。这些努力已经证明了这些方法的有效性。这些合成方法的主要缺点是材料纯洁度较差、材料成份难以控制以及相当大的尺寸和形状的分布。此外,这些纳米结构的合成后工艺再加工相当困难。特别是,如何整理和筛选有着窄尺寸分布的纳米元件是一个至关重要的问题,这一问题迄今仍未有解决。尽管存在如上的困难和问题,“build-up“依然是一种能合成大量纳米团簇以及纳米线、纳米管的有效且简单的方法。可是这些合成的纳米结构直到目前为止仍然难以有什么实际应用,这是因为它们缺乏实用所苛求的尺寸、组份以及材料纯度方面的要求。而且,因为同样的原因用这种方法合成的纳米结构的功能性质相当差。不过上述方法似乎适宜用来制造传感器件以及生物和化学探测器,原因是垂直于衬底生长的纳米结构适合此类的应用要求。
“Build-down”方法提供了杰出的材料纯度控制,而且它的制造机理与现代工业装置相匹配,换句话说,它是利用广泛已知的各种外延技术如分子束外延(MBE)、化学气相淀积(MOVCD)等来进行器件制造的传统方法。“Build-down”方法的缺点是较高的成本。在“build-down”方法中有几条不同的技术路径来制造纳米结构。最简单的一种,也是最早使用的一种是直接在衬底上刻蚀结构来得到量子点或者量子线。另外一种是包括用离子注入来形成纳米结构。这两种技术都要求使用开有小尺寸窗口的光刻版。第三种技术是通过自组装机制来制造量子点结构。自组装方法是在晶格失配的材料中自然生长纳米尺度的岛。在Stranski-Krastanov生长模式中,当材料生长到一定厚度后,二维的逐层生长将转换成三维的岛状生长,这时量子点就会生成。业已证明基于自组装量子点的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子点器件的饱和材料增益要比相应的量子阱器件大50倍,微分增益也要高3个量级。阈值电流密度低于100A/cm2、室温输出功率在瓦特量级(典型的量子阱基激光器的输出功率是5-50mW)的连续波量子点激光器也已经报道。无论是何种材料系统,量子点激光器件都预期具有低阈值电流密度,这预示目前还要求在大阈值电流条件下才能激射的宽带系材料如III组氮化物基激光器还有很大的显著改善其性能的空间。目前这类器件的性能已经接近或达到商业化器件所要求的指标,预期量子点基的此类材料激光器将很快在市场上出现。量子点基光电子器件的进一步改善主要取决于量子点几何结构的优化。虽然在生长条件上如衬底温度、生长元素的分气压等的变化能够在一定程度上控制点的尺寸和密度,自组装量子点还是典型底表现出在大小、密度及位置上的随机变化,其中仅仅是密度可以粗糙地控制。自组装量子点在尺寸上的涨落导致它们的光发射的非均匀展宽,因此减弱了使用零维体系制作器件所期望的优点。由于量子点尺寸的统计涨落和位置的随机变化,一层含有自组装量子点材料的光致发光谱典型地很宽。在竖直叠立的多层量子点结构中这种谱展宽效应可以被减弱。如果隔离层足够薄,竖直叠立的多层量子点可典型地展现出竖直对准排列,这可以有效地改善量子点的均匀性。然而,当隔离层薄的时候,在一列量子点中存在载流子的耦合,这将失去因使用零维系统而带来的优点。怎样优化量子点的尺寸和隔离层的厚度以便既能获得好均匀性的量子点又同时保持载流子能够限制在量子点的个体中对于获得器件的良好性能是至关重要的。
很清楚纳米科学的首次浪潮发生在过去的十年中。在这段时期,研究者已经证明了纳米结构的许多崭新的性质。学者们更进一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法来进行纳米结构制造。这些成果向我们展示,如果纳米结构能够大量且廉价地被制造出来,我们必将收获更多的成果。
在未来的十年中,纳米科学和技术的第二次浪潮很可能发生。在这个新的时期,科学家和工程师需要征明纳米结构的潜能以及期望功能能够得到兑现。只有获得在尺寸、成份、位序以及材料纯度上良好可控能力并成功地制造出实用器件才能实现人们对纳米器件所期望的功能。因此,纳米科学的下次浪潮的关键点是纳米结构的人为可控性。
III.纳米结构尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮
为了充分发挥量子点的优势之处,我们必须能够控制量子点的位置、大小、成份已及密度。其中一个可行的方法是将量子点生长在已经预刻有图形的衬底上。由于量子点的横向尺寸要处在10-20纳米范围(或者更小才能避免高激发态子能级效应,如对于GaN材料量子点的横向尺寸要小于8纳米)才能实现室温工作的光电子器件,在衬底上刻蚀如此小的图形是一项挑战性的技术难题。对于单电子晶体管来说,如果它们能在室温下工作,则要求量子点的直径要小至1-5纳米的范围。这些微小尺度要求已超过了传统光刻所能达到的精度极限。有几项技术可望用于如此的衬底图形制作。
—电子束光刻通常可以用来制作特征尺度小至50纳米的图形。如果特殊薄膜能够用作衬底来最小化电子散射问题,那特征尺寸小至2纳米的图形可以制作出来。在电子束光刻中的电子散射因为所谓近邻干扰效应(proximityeffect)而严重影响了光刻的极限精度,这个效应造成制备空间上紧邻的纳米结构的困难。这项技术的主要缺点是相当费时。例如,刻写一张4英寸的硅片需要时间1小时,这不适宜于大规模工业生产。电子束投影系统如SCALPEL(scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography)正在发展之中以便使这项技术较适于用于规模生产。目前,耗时和近邻干扰效应这两个问题还没有得到解决。
—聚焦离子束光刻是一种机制上类似于电子束光刻的技术。但不同于电子束光刻的是这种技术并不受在光刻胶中的离子散射以及从衬底来的离子背散射影响。它能刻出特征尺寸细到6纳米的图形,但它也是一种耗时的技术,而且高能离子束可能造成衬底损伤。
—扫描微探针术可以用来划刻或者氧化衬底表面,甚至可以用来操纵单个原子和分子。最常用的方法是基于材料在探针作用下引入的高度局域化增强的氧化机制的。此项技术已经用来刻划金属(Ti和Cr)、半导体(Si和GaAs)以及绝缘材料(Si3N4和silohexanes),还用在LB膜和自聚集分子单膜上。此种方法具有可逆和简单易行等优点。引入的氧化图形依赖于实验条件如扫描速度、样片偏压以及环境湿度等。空间分辨率受限于针尖尺寸和形状(虽然氧化区域典型地小于针尖尺寸)。这项技术已用于制造有序的量子点阵列和单电子晶体管。这项技术的主要缺点是处理速度慢(典型的刻写速度为1mm/s量级)。然而,最近在原子力显微术上的技术进展—使用悬臂樑阵列已将扫描速度提高到4mm/s。此项技术的显著优点是它的杰出的分辨率和能产生任意几何形状的图形能力。但是,是否在刻写速度上的改善能使它适用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的还有待于观察。直到目前为止,它是一项能操控单个原子和分子的唯一技术。
—多孔膜作为淀积掩版的技术。多孔膜能用多种光刻术再加腐蚀来制备,它也可以用简单的阳极氧化方法来制备。铝膜在酸性腐蚀液中阳极氧化就可以在铝膜上产生六角密堆的空洞,空洞的尺寸可以控制在5-200nm范围。制备多孔膜的其他方法是从纳米沟道玻璃膜复制。用这项技术已制造出含有细至40nm的空洞的钨、钼、铂以及金膜。
—倍塞(diblock)共聚物图形制作术是一种基于不同聚合物的混合物能够产生可控及可重复的相分离机制的技术。目前,经过反应离子刻蚀后,在旋转涂敷的倍塞共聚物层中产生的图形已被成功地转移到Si3N4膜上,图形中空洞直径20nm,空洞之间间距40nm。在聚苯乙烯基体中的自组织形成的聚异戊二烯(polyisoprene)或聚丁二烯(polybutadiene)球(或者柱体)可以被臭氧去掉或者通过锇染色而保留下来。在第一种情况,空洞能够在氮化硅上产生;在第二种情况,岛状结构能够产生。目前利用倍塞共聚物光刻技术已制造出GaAs纳米结构,结构的侧向特征尺寸约为23nm,密度高达1011/cm2。
—与倍塞共聚物图形制作术紧密相关的一项技术是纳米球珠光刻术。此项技术的基本思路是将在旋转涂敷的球珠膜中形成的图形转移到衬底上。各种尺寸的聚合物球珠是商业化的产品。然而,要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比较困难的。用球珠单层膜已能制备出特征尺寸约为球珠直径1/5的三角形图形。双层膜纳米球珠掩膜版也已被制作出。能够在金属、半导体以及绝缘体衬底上使用纳米球珠光刻术的能力已得到确认。纳米球珠光刻术(纳米球珠膜的旋转涂敷结合反应离子刻蚀)已被用来在一些半导体表面上制造空洞和柱状体纳米结构。
—将图形从母体版转移到衬底上的其他光刻技术。几种所谓“软光刻“方法,比如复制铸模法、微接触印刷法、溶剂辅助铸模法以及用硬模版浮雕法等已被探索开发。其中微接触印刷法已被证明只能用来刻制特征尺寸大于100nm的图形。复制铸模法的可能优点是ellastometric聚合物可被用来制作成一个戳子,以便可用同一个戳子通过对戳子的机械加压能够制作不同侧向尺寸的图形。在溶剂辅助铸模法和用硬模版浮雕法(或通常称之为纳米压印术)之间的主要差异是,前者中溶剂被用于软化聚合物,而后者中软化聚合物依靠的是温度变化。溶剂辅助铸模法的可能优点是不需要加热。纳米压印术已被证明可用来制作具有容量达400Gb/in2的纳米激光光盘,在6英寸硅片上刻制亚100nm分辨的图形,刻制10nmX40nm面积的长方形,以及在4英寸硅片上进行图形刻制。除传统的平面纳米压印光刻法之外,滚轴型纳米压印光刻法也已被提出。在此类技术中温度被发现是一个关键因素。此外,应该选用具有较低的玻璃化转变温度的聚合物。为了取得高产,下列因素要解决:
1)大的戳子尺寸
2)高图形密度戳子
3)低穿刺(lowsticking)
4)压印温度和压力的优化
5)长戳子寿命。
具有低穿刺率的大尺寸戳子已经被制作出来。已有少量研究工作在试图优化压印温度和压力,但显然需要进行更多的研究工作才能得到温度和压力的优化参数。高图形密度戳子的制作依然在发展之中。还没有足够量的工作来研究戳子的寿命问题。曾有研究报告报道,覆盖有超薄的特氟隆类薄膜的模板可以用来进行50次的浮刻而不需要中间清洗。报告指出最大的性能退化来自于嵌在戳子和聚合物之间的灰尘颗粒。如果戳子是从ellastometric母版制作出来的,抗穿刺层可能需要使用,而且进行大约5次压印后需要更换。值得关心的其他可能问题包括镶嵌的灰尘颗引起的戳子损伤或聚合物中图形损伤,以及连续压印之间戳子的清洗需要等。尽管进一步的优化和改良是必需的,但此项技术似乎有希望获得高生产率。压印过程包括对准、加热及冷却循环等,整个过程所需时间大约20分钟。使用具有较低玻璃化转换温度的聚合物可以缩短加热和冷却循环所需时间,因此可以缩短整个压印过程时间。
IV.纳米制造所面对的困难和挑战
上述每一种用于在衬底上图形刻制的技术都有其优点和缺点。目前,似乎没有哪个单一种技术可以用来高产量地刻制纳米尺度且任意形状的图形。我们可以将图形刻制的全过程分成下列步骤:
1.在一块模版上刻写图形
2.在过渡性或者功能性材料上复制模版上的图形
3.转移在过渡性或者功能性材料上复制的图形。
很显然第二步是最具挑战性的一步。先前描述的各项技术,例如电子束光刻或者扫描微探针光刻技术,已经能够刻写非常细小的图形。然而,这些技术都因相当费时而不适于规模生产。纳米压印术则因可作多片并行处理而可能解决规模生产问题。此项技术似乎很有希望,但是在它能被广泛应用之前现存的严重的材料问题必须加以解决。纳米球珠和倍塞共聚物光刻术则提供了将第一步和第二步整合的解决方案。在这些技术中,图形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分来确定。然而,用这两种光刻术刻写的纳米结构的形状非常有限。当这些技术被人们看好有很大的希望用来刻写图形以便生长出有序的纳米量子点阵列时,它们却完全不适于用来刻制任意形状和复杂结构的图形。为了能够制造出高质量的纳米器件,不但必须能够可靠地将图形转移到功能材料上,还必须保证在刻蚀过程中引入最小的损伤。湿法腐蚀技术典型地不产生或者产生最小的损伤,可是湿法腐蚀并不十分适于制备需要陡峭侧墙的结构,这是因为在掩模版下一定程度的钻蚀是不可避免的,而这个钻蚀决定性地影响微小结构的刻制。另一方面,用干法刻蚀技术,譬如,反应离子刻蚀(RIE)或者电子回旋共振(ECR)刻蚀,在优化条件下可以获得陡峭的侧墙。直到今天大多数刻蚀研究都集中于刻蚀速度以及刻蚀出垂直墙的能力,而关于刻蚀引入损伤的研究严重不足。已有研究表明,能在表面下100nm深处探测到刻蚀引入的损伤。当器件中的个别有源区尺寸小于100nm时,如此大的损伤是不能接受的。还有就是因为所有的纳米结构都有大的表面-体积比,必须尽可能地减少在纳米结构表面或者靠近的任何缺陷。
随着器件持续微型化的趋势的发展,普通光刻技术的精度将很快达到它的由光的衍射定律以及材料物理性质所确定的基本物理极限。通过采用深紫外光和相移版,以及修正光学近邻干扰效应等措施,特征尺寸小至80nm的图形已能用普通光刻技术制备出。然而不大可能用普通光刻技术再进一步显著缩小尺寸。采用X光和EUV的光刻技术仍在研发之中,可是发展这些技术遇到在光刻胶以及模版制备上的诸多困难。目前来看,虽然也有一些具挑战性的问题需要解决,特别是需要克服电子束散射以及相关联的近邻干扰效应问题,但投影式电子束光刻似乎是有希望的一种技术。扫描微探针技术提供了能分辨单个原子或分子的无可匹敌的精度,可是此项技术却有固有的慢速度,目前还不清楚通过给它加装阵列悬臂樑能否使它达到可以接受的刻写速度。利用转移在自组装薄膜中形成的图形的技术,例如倍塞共聚物以及纳米球珠刻写技术则提供了实现成本不是那么昂贵的大面积图形刻写的一种可能途径。然而,在这种方式下形成的图形仅局限于点状或者柱状图形。对于制造相对简单的器件而言,此类技术是足够用的,但并不能解决微电子工业所面对的问题。需要将图形从一张模版复制到聚合物膜上的各种所谓“软光刻“方法提供了一种并行刻写的技术途径。模版可以用其他慢写技术来刻制,然后在模版上的图形可以通过要么热辅助要么溶液辅助的压印法来复制。同一块模版可以用来刻写多块衬底,而且不像那些依赖化学自组装图形形成机制的方法,它可以用来刻制任意形状的图形。然而,要想获得高生产率,某些技术问题如穿刺及因灰尘导致的损伤等问题需要加以解决。对一个理想的纳米刻写技术而言,它的运行和维修成本应该低,它应具备可靠地制备尺寸小但密度高的纳米结构的能力,还应有在非平面上刻制图形的能力以及制备三维结构的功能。此外,它也应能够做高速并行操作,而且引入的缺陷密度要低。然而时至今日,仍然没有任何一项能制作亚100nm图形的单项技术能同时满足上述所有条件。现在还难说是否上述技术中的一种或者它们的某种组合会取代传统的光刻技术。究竟是现有刻写技术的组合还是一种全新的技术会成为最终的纳米刻写技术还有待于观察。
另一项挑战是,为了更新我们关于纳米结构的认识和知识,有必要改善现有的表征技术或者发展一种新技术能够用来表征单个纳米尺度物体。由于自组装量子点在尺寸上的自然涨落,可信地表征单个纳米结构的能力对于研究这些结构的物理性质是绝对至关重要的。目前表征单个纳米结构的能力非常有限。譬如,没有一种结构表征工具能够用来确定一个纳米结构的表面结构到0.1À的精度或者更佳。透射电子显微术(TEM)能够用来研究一个晶体结构的内部情况,但是它不能提供有关表面以及靠近表面的原子排列情况的信息。扫描隧道显微术(STM)和原子力显微术(AFM)能够给出表面某区域的形貌,但它们并不能提供定量结构信息好到能仔细理解表面性质所要求的精度。当近场光学方法能够给出局部区域光谱信息时,它们能给出的关于局部杂质浓度的信息则很有限。除非目前用来表征表面和体材料的技术能够扩展到能够用来研究单个纳米体的表面和内部情况,否则能够得到的有关纳米结构的所有重要结构和组份的定量信息非常有限。
V.展望
想要考研的你,提及纳米科学与技术专业,是否会列出“神秘”“高薪”“高就业率”“高科技”这一系列关键词呢?
真正的“高富帅”专业
如果一定要用一个词来形容纳米专业,那就是“高富帅”。
说它“高”,是因为它的的确确是高科技的产物。1纳米是1米的十亿分之一,20纳米也仅相当于1根头发丝的三千分之一。也正是这么小的尺寸,才能够用来做材料。不仅如此,纳米材料还都带着“特异功能”,具有奇异的化学物理特性。纳米虽小,用途却大,小尺寸成就大空间,真是高不可测。而研究生阶段需要学的课程也很“高”:纳米材料的结构、尺寸和形貌的表征技术、纳米粉体材料的制备与表面修饰、一维纳米材料的制备、纳米复合材料的制备、纳米结构材料的制备、纳米材料的物理特性与应用、纳米电子器件的基本原理和微加工技术、纳米材料与纳米技术的最新进展和发展趋势等都是该专业的主干课。是研究生的必修课,而新专业的科研空间更加广阔,所以发SCI的概率大大增加。想要写好论文,你就要了解纳米材料与技术的最新学科发展动向、理论前沿、应用前景等。而如果你打算游学海外,就更要在研究生阶段狂抓英语了。这一专业的专业英语词汇非常庞杂,有医学、化学、物理、材料学等诸多领域,需要系统地学习。笔者硕士一年级的时候大家每周都会用英报告,这样能有效提高英文水平,即使不打算出国,阅读国外文献也会非常流畅,开阔视野。纳米专业确实很“高”,但当你真正钻研进去,就会发现它的乐趣。
说它“富”,一点也不夸张。纳米技术、信息技术及生物技术被誉为本世纪社会经济发展的三大支柱。纳米从20世纪80年代末,90年代初开始起步,经历二十多年的发展,现在已经成为突飞猛进的前沿、交叉性新型学科。纳米技术作为朝阳产业,将在生物医学、航空航天、能源和环境等领域“大显身手”。美国国家科学基金会的纳米技术高级顾问米哈伊尔·罗科甚至预言:“由于纳米技术的出现,在今后30年中,人类文明所经历的变化将会比过去的整个20世纪都要多得多。”如此看来,纳米技术必将创造巨大的经济价值,同时也能为该专业的同学提供良好的职业发展平台。
说它“帅”,是因为它有独到魅力,吸引青年学子投其怀抱。其实,大部分工科生的研院生活都是相同的,读文献、做实验、组会、听报告,这些几乎就是我们读研生活的全部。想学好纳米专业,你首先要做个杂家。在研究生阶段,你要掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识,学习环境纳米材料的绿色制备及其规模化,面向环境检测的纳米结构与器件的构筑原理、方法,并且了解纳米材料与纳米结构性能与机理。而做到这些还远远不够,因为理工科专业的直接目标在于应用,因此还需要学习纳米材料在污染治理中的应用原理、技术与装置研发、纳米材料的环境效应与安全性评估、纳米材料在节能和清洁能源中的应用等,掌握材料学的工艺装备、测试手段与评价技术,具备相应的科研能力,具有从事科学研究和解决工程中局部问题的能力。运用纳米技术解决这些问题和一般的常规思路有着很大的不同,有着前路未知的期盼和发现时的狂喜,为此我们都成为典型的“技术宅”,大部分时间会宅在实验室里,在外人看来,可能是只顾科研无心生活的“苦行僧”,而只有我们才能体会到纳米的“帅”及给我们生活所带来的乐趣。
想要学好纳米专业,团结协作的能力必不可缺。其学习都是以课题组和实验室为单位,很多作业和项目都是大家集体完成,比如开发一种新型的纳米材料,大家都有不同的分工,这就需要我们能紧密地合作与沟通,分担辛苦分享成功。
同时,我们还需要有极强的表达能力和动手实践的能力。我们学校经常举办学术沙龙,需要大家上台演讲,不仅本专业的导师在场,其他专业的学生和老师也会来听,并从不同角度提出意见,所以我们要足够有气场才能HOLD住场面。而实践方面,我们都有做老师科研助理的机会,同时开展自己的课题研究,不仅要写得好论文,还要做好实验。想读纳米专业,要做的功课非常多,你只有都尝试了,才能体会到这个专业的巨大魅力,才会在科技的海洋里尽情遨游。
就业面窄是误区
对于纳米科学与技术专业,很多人对它的认识存在误区。很多人认为,纳米作为高精尖技术与日常生活相距太远,所以想当然地认为其就业难。
其实,纳米真实地存在于我们的日常生活中,而随着科技的发展,未来有一天我们的衣食住行都将离不开纳米技术。所以如果你能有幸就读该专业研究生,并在学术上有所造诣,愿意将所学学以致用,那么你的就业前景无限光明!
那么纳米技术到底是怎样和实际生活联系起来的呢,而我们工科生,又将以何种方式参与这种科技改变人们生活的进程呢?
衣:在纺织和化纤制品中添纳米微粒,可以除味杀菌。化纤布结实耐磨,但会产生静电现象,加入少量金属纳米微粒就可消除静电,穿起来非常舒适。
食:利用纳米材料,冰箱的抗菌能力大大增强。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经进入市场。利用纳米粉末,可以使废水有效净化,完全达到饮用标准,纳米食品色香味俱全,还对健康大有裨益。
住:对于我们这代人而言,居家做家务、清理房间是一大愁事,纳米技术的应用可以省下我们很多力气。通过纳米技术,墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,完全不需要擦洗。含有纳米微粒的建筑材料,还可以吸收对人体有害的紫外线。既省时省力又对身体好。
行:在出行方面,纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料,可以大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米球添加剂可以在机车发动机加入,起到节省燃油、修复磨损表面、增强机车动力、降低噪音、减少污染物排放、保护环境的作用。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息,帮助其安全驾驶。
而这些,只是纳米科技应用在生活中的很小一部分,纳米技术兴起晚,发展态势迅猛,更多的核心技术需要我们这一代去发掘,以期使之更好地为民生服务。可见纳米技术在日常生活中无处不在,各行各业都需要拥有高技术高学历的纳米技术专业人才,所以就业前景广阔。
具体的就业方向,男生、女生之间相差很大。纳米专业的大部分女硕士,特别是女博士一般选择到大学或科研院所做研究。研究领域涵盖纳米材料、黏合剂、涂料、电镀、陶瓷等相关领域,从事相关产品开发、生产和检测等方面。大部分男生会去纳米材料行业企业或传统材料相关企业供职。可以从事纳米材料表征、石墨烯及碳纳米材料研发、纳米材料改性、纳米材料合成、无机纳米材料制备以及交叉学科纳米材料应用的相关工作。
跨专业报考受青睐
纳米科学与技术是一个技术性很强的专业,不过并不限制跨专业报考,纳米科学与技术专业不仅不是个排外的“高富帅”,反而非常欢迎跨专业的学生融入其中,共同搭建纳米专业的大舞台。纳米科学与技术专业在工科或理科门类招生,不同学校有所不同,但都非常欢迎与之类似的材料专业同学报考,因为都涉及材料学的基础知识,所以学起来会得心应手。同时,理工科专业背景如物理、化学甚至数学这类基础学科出身的学生,也很受该专业欢迎。
在报考纳米科学与技术专业的学生中,也有一部分医学生。未来纳米技术应用于医学领域是大势所趋。利用纳米技术制成的微型药物输送器,可将适当剂量的药物,通过体外电磁信号的引导准确送达病灶部位,有效地起到治疗作用,同时可以减轻药物的不良的反应。用纳米制造成的微型机器人,它的体积可是小于红细胞的,你能想象到吗?通过它向病人血管中注射,能疏通脑血管的血栓,清除心脏动脉的脂肪和沉淀物,还可“嚼碎”泌尿系统的结石等。而随着纳米技术的发展,它与医学还会有更多的交叉。
院校介绍
对纳米科学与技术这种新兴学科来说,每个学校都有自己的特色和侧重,所以这里重点介绍一下。而通过这些不同院校的专业方向设置,我们也可以多角度地了解这一专业。
国家纳米科学中心
国家纳米科学中心是中国科学院与教育部共同建设并具有独立事业法人资格的全额拨款直属事业单位,自2005年开始招收研究生。现有博士学科专业点3个:凝聚态物理、物理化学和材料学;硕士学科专业点3个:生物物理、生物工程和材料工程。鉴于纳米科学与技术学科的前沿交叉特性,在招生阶段,现将该学科挂靠在物理学、化学、材料科学与工程和生物学4个一级学科下,并相应产生4个专业代码。涉及纳米科技系列进展、纳米检测系列讲、文献信息利用、人文系列讲座、纳米功能材料等课程。
国家纳米科学中心2013年在7个专业招收硕士研究生35人,专业包括纳米科学与技术、凝聚态物理、物理化学、材料学、生物物理学、材料工程和生物工程,研究方向涵盖高分子纳米功能材料、生物纳米结构、纳米医学、纳米复合材料、纳米电子学等几十个方向,方向非常细化,具有材料、半导体、物理、化学、微电子、生物、医药等专业背景的学生都可以报考。相信有志于纳米专业的学生,一定会在这里找到适合自己的研究方向。
国家纳米中心是比较典型的科研所,其吸引考生的除了实力,很重要的一点就是待遇优厚。该中心不需学生缴纳学费,如遇国家政策调整还会有高额的奖学金返还制度,硕士研究生根据不同年级,每个月可以拿到1300~2500元的奖学金,博士会拿到3100~4500元的奖学金。此外,还会有其他生活补助等。研究生公寓已经完全宾馆化管理,非常舒适。在国家纳米中心深造,没有经济上的后顾之忧,这样你才可以将全部精力投入到学习中去。
大连理工大学
大连理工大学的工程力学系开设生物与纳米力学专业,已然在行业内一枝独秀。该学科依托于工程力学系和工业装备结构分析国家重点实验室,软硬件条件优越,拥有先进的实验设备和仪器。学生有充足的动手实践机会,能在宏观、微观等不同层次上,进行跨学科的数值模拟和力学实验。同时,也有国家自然科学基金、重点基金、“863”“973”等众多项目和基金支持。
该专业现在有生物器官生物力学模型及新材料应用研究、分子模拟和计算机辅助药物分子设计、微纳米与多尺度力学研究、生物材料的力学行为及其多功能化4个研究方向,涉及到力学、医药、生物、机械、材料、电子、控制、测量、微纳科技等领域。
大连理工大学这个专业的直博生学制是4年,而一般的直博生需要学习5年时间,而分开读硕士和博士一般需要6至7年,这吸引了不少学生报考,因为可以节约1~3年时间。当然,在4年的时间里完成硕士和博士学业,是一件很具挑战的事情,需要最大限度地提升效率。
苏州大学
苏州大学纳米科学技术学院是苏州大学、苏州工业园区政府、加拿大滑铁卢大学携手共建的一所高起点、国际化的新型学院。该学院建立于2010年,由全球著名纳米与光电子材料学家、中国科学院院士、第三世界科学院院士李述汤教授担任院长,教学科研实力雄厚,是国内高校中为数不多的专门的纳米科学学院。招生方向涵盖纳米生物化学、纳米技术工程、纳米材料、有机无机复合纳米材料等。有关纳米的专业在物理、化学、生物学、材料科学与工程4个学科下招收学术型研究生,相关专业学生都可以报考。
需要提醒大家的是,苏州大学纳米科学技术学院初试提供详细的辅导书和真题,有意报考的同学要多关注学院的网站,以获得第一手信息。
武汉大学
武汉大学的纳米科学与技术专业在物理科学与技术学院和化学与分子科学学院均有招生,各有侧重。前者分为纳米复合材料、纳米光催化材料与技术、纳米光电子学、纳米管线阵列及其智能传感器、纳米材料制备与表征和纳米尺度结构与性能关系6个方向。后者在纳米催化、纳米生物医学、纳米材料分离分析、微纳传感技术和高分子纳米药物载体。很多方向在国内上处于领先地位,每年也有大量学生报考,竞争力较强。
武汉大学与国外多所大学有合作关系,大家如果在武大读研,出国交流、学习的机会比较多。
华中科技大学
华中科技大学是典型的工科学校,其纳米专业当然也首屈一指。华科的纳米专业同样是热门,除去每年招收本校内推的学生,考研的竞争非常激烈。
在培养模式方面,华科非常重视学、研、产相结合,科研成果转化率非常高。在就业方面,很多硕士研究生在各科研机构及高校任职。如果你求学在华科,就不用愁生活保障的问题,学校的奖励机制非常完善。学院对每位研究生在校期间将发放生活津贴,并设立各类奖学金以奖励优秀的研究生,其奖励比例达80%。
要说今年最重大的处理器,当数IBM Power7系列小型机处理器了。Power7的计算性能和能效都上了一个新台阶,在并行处理和串行处理中的性能,远远领先于x86处理器。然而,小型机的应用领域相对狭窄,使得Power7的并未在更广泛的用户中掀起较大的波澜。
当然,在金融等特定领域,Power7的重要性不言而喻。与之相比,英特尔紧随Power7之后的安腾9300系列处理器掀起的水花就更小了。这款产品在两年前就已经公布,却迟迟没有正式。跳票时间太长,让等待它的人们已经疲倦。两年前的设计也使它在和Power7的竞争中有些力量不足。但安腾的存在足以提醒IBM:不能为之前的成绩自满,追赶者依然紧随其后。从这个角度看,安腾9300虽然反响不大,但意义依然重大。
主流服务器处理器方面,英特尔和AMD体现出了节奏的差异。2010年是英特尔“Tick-Tock”节拍中制程更新的一年。当更新为32nm工艺,增加了两个内核的至强5600出现时,除了简单的性能比较之外,人们并未对其发表更多评论。毕竟,至强5500推出后,人们已经了解到了下一代处理器的大概模式。这也说明,从吸引眼球的角度讲,节奏太规律并非好事。
与英特尔相比,AMD今年的服务器处理器却吸引了大量眼球。AMD皓龙6100系列处理器是业内第一个达到了12个物理内核的CPU处理器。此外,皓龙6100采用的第二代直连架构不但支持四通道DDR3内存,而且将其HT超传输总线的速率提升到了6.4 GT/s,并且能够在4路服务器中提高处理器互访的效率。
不得不提的是,虽然皓龙6100较上代产品有很多新的改进,策略较为积极,但AMD的重拳同样积蓄在2011年将推出的“推土机”架构处理器中,以期与英特尔的新架构相抗衡。两强相争,2011年必然是精彩的一年。
2011年将要浮出水面的另一股暗流,将来自移动处理器领域。虽然2010年移动处理器市场波澜不惊,但平板电脑的快速发展已经引来了ARM这一新生力量加入移动终端处理器的对决。英特尔则针锋相对地了面向嵌入式领域的凌动E600系列处理器,争抢ARM的份额。与之相比,AMD则希望用低功耗高性能的APU来守住现有的移动终端市场。硝烟刚刚升起,未来还有一场大戏可看。
处理器
英特尔至强5600
编辑点评:作为现阶段双路x86架构服务器处理器市场上公认的性能和能效最佳表现者,英特尔至强5600系列处理器是英特尔在服务器市场的一款极其成功的拳头产品,是主流企业用户的理想之选。
英特尔至强5600系列处理器全面改善了各方面性能指标,它率先采用了全球通用处理器制造最为先进的制造工艺――32纳米制程工艺,显著提升运算速度和降低能耗,并集成多达6个内核,增大缓存容量。相比基于45纳米制造工艺的前一代产品,至强5600在性能上最高提升达60%,一举打破了12项与双路服务器和工作站相关的性能世界纪录,而其能耗和价格则与上一代产品基本持平。
至强5600处理器传承了自适应用户应用环境的智能计算理念,集成的多种智能计算特性与功能,如睿频加速技术、超线程技术、智能节能技术等,这些特性可以让其数据中心中每个计算节点都能即时感知应用负载的变化,实现整体性能、并行处理能力和能效的实时自适应调节,从而更灵活地满足不同应用的需求。而与至强5600平台搭配的SSD、InfiniBand、万兆以太网以及英特尔软件开发和优化工具等周边产品与技术,也可帮助用户实现系统性能的进一步调优。
尤其值得关注的是,至强5600系列对超期服役的单核和双核服务器形成了明显的替代效应:实现同样性能,至强5600对单核产品的整合比达到了15:1,能耗节省95%,约5个月可收回投资成本;与双核产品相比,整合比达到5:1,能耗节省85%,约15个月可收回投资成本。
处理器
英特尔酷睿i5 (Sandy Bridge)
编辑点评:基于全新的英特尔Sandy Bridge微架构,酷睿i5处理器在业界率先实现了处理器核心与核芯显卡的无缝融合。基于英特尔核芯显卡、高速视频同步技术、英特尔Intru3D视觉技术、睿频加速2.0技术、无线显示技术、高级矢量扩展指令集等一系列增强的特性,用户的计算性能及视觉体验大幅提升。
酷睿i5无缝融合的核芯显卡,具有更高更智能的性能和更精良的能耗管理,以及和CPU其它计算单元之间更协调的计算能力;酷睿i5支持高达1.6GHz的智能显存,并通过缓存共享机制大大提升了3D性能,可轻松驾驭《星际争霸Ⅱ》等主流3D游戏;超低功耗特性更为笔记本电脑带来更持久的电能,为用户带来更清凉舒适的使用体验;高速视频同步技术通过物理加速可将高码率1080p视频文件在电脑与各种便携式设备间以不同格式流畅地转换、传递,使用户可以轻松地感受到即时分享的乐趣;无线显示技术(WiDi)可以实现笔记本电脑与高清电视的无线连接和切换,用户可以随时将屏幕切换到电视,享受大屏幕播放带来的快乐;借助英特尔Intru3D视觉技术,用户再也不用在电影院排队等候,在家即可随时享受生动逼真的3D视觉盛宴;借助新引入的AVX指令集,酷睿i5处理器将有望为用户提供更为复杂的浮点密集型应用,例如视频分析与追踪、3D建模、CAD等,届时,笔记本电脑的性能将得到大幅提升。
酷睿i5定位于主流用户,能轻松应对日常工作和娱乐应用、主流3D游戏、数字内容创建及编辑等。
处理器
AMD皓龙6100系列处理器
编辑点评:2010年3月,AMD了全新的AMD皓龙6000系列12核和8核x86处理器,其性能高达AMD上一代6核处理器的两倍,其中整体性能提高了88%,浮点性能提高达119%。它面向主流的2路和高附加值4路服务器市场,可满足当今服务器客户的明确需求――工作负载特定的性能、电源效率和整体价值,同时又能使客户花更少的钱获得更多的核心和内存。
AMD皓龙6100系列处理器引入了直连架构2.0:对四通道内存的支持带来了上一代AMD 皓龙处理器两倍的内存容量和内存带宽,并能支持频率高达1333MHz的R/U-DDR3内存,与早期的内存技术相比,整体系统性能得到改进;超传输总线辅助技术可通过降低探测流量和解决探针问题来帮助提高超传输总线技术的效率;超传输总线3.0技术带来了第4个HT链路并且速度提高至6.4GT/s,可在CPU和I/O之间提供极大的系统带宽,从而帮助提高系统平衡性和可扩展性;最多可配置12个核心,与上一代产品相比改进了多线程环境的性能和每瓦性能,例如虚拟化、数据库和Web服务等。
另外,AMD新处理器还具备全新的AMD-P 2.0节能特性:APML(高级平台管理链接)可为处理器和系统管理提供一个接口,对平台功耗等系统资源进行监控;AMD CoolSpeed技术能够在处理器的热环境超过了安全运行范围时降低P-state,使服务器正常运行;C1E 功能提供了一种睡眠状态,大幅节约数据中心的能耗。
除此之外,该系列处理器还针对虚拟化应用提供了AMD 虚拟化(AMD-V) 技术2.0,支持I/O 级虚拟化、快速虚拟化索引等特性,能够为用户带来更多的价值。
计算平台
AMD皓龙6000系列平台
编辑点评:2010年3月,AMD了全新的AMD皓龙6000系列平台,可满足当今服务器客户的明确需求――工作负载特定的性能、电源效率和整体价值,同时又能使客户花更少的钱获得更多的核心和内存。随着现实世界的工作负载变得越来越复杂并且要求更加苛刻,AMD 皓龙6000 系列平台成为客户可以信赖的服务器平台。
在云计算、大数据等趋势的影响下,大型数据中心和云环境对于服务器市场的格局正在产生深远的影响。
具有低功耗、高密度、面向密集型计算需求等特点的低功耗服务器日益成为服务器市场中的一个重要细分领域。根据IDC的报告,到2015年云数据中心预计将成为服务器市场中增长速度最快的细分市场。英特尔也预计,未来4到5年,基于低功耗处理器的微服务器将占整个服务器市场份额的8%~10%。从芯片制造商到服务器生产商,产业链中的许多企业已经意识到了低功耗服务器的重要性和发展潜力。
基础架构需求变迁
从规模和范围上看,数据中心在过去十年中经历了巨大的变化,包括计算需求、计算能力、运行的经济性等变化。大规模的横向扩展取代了纵向扩展,通过分布式算法组成一个大而强的系统正在成为IT基础设施架构的重要方向。随着越来越多的企业选择按需获取计算资源,将业务应用运行在云环境中,如何兼顾弹性化的计算需求与能源效率正越来越成为数据中心运营商、云服务商等关注的议题。
数据中心领域的创新是驱动服务器架构转向低功耗、高可扩展性方向的重要动因。Amazon负责数据中心的副总裁James Hamilton曾经表示,在最近5年内数据中心领域的技术创新超过了过去15年创新的总和,这主要得益于云计算和超大规模互联网应用的驱动。
微型服务器是面向数据中心细分市场的,专为支持一类独特的数据中心工作负载而构建。对于此类工作负载而言,多台低功耗高密度服务器可能比几台高性能服务器效率更高。自 2009 年底开始,一些大型互联网数据中心和服务提供商就已经开始并持续采用微型服务器。对于这些企业而言,在低端专用轻型托管 Web 服务器和简单内容交付服务器上实现的计算密度和电力成本节省意义重大。
细分应用是催化剂
如果说技术的演进是企业级基础架构走向低功耗的重要推动力,应用诉求则是低功耗服务器最直接和重要的催化剂。当前的应用环境和需求正越来越呈现细分化和多样化的趋势。英特尔(中国)有限公司服务器平台事业部产品经理赵萌认为:“在各个涉及到互联网应用的行业中,Web托管和Web服务器都是非常大的需求。在这种应用环境中,采用一些满足标准应用的主流服务器可能造成资源的浪费。针对一些轻量化的应用,基于低功耗芯片的服务器能够帮助客户实现更低的TCO。”
目前,国内知名的电子商务平台淘宝的CDN(内容分发网络)系统使用的正是基于英特尔凌动(Atom)处理器定制的低功耗服务器。据悉,淘宝一共部署了十多个低功耗CDN节点机群,共部署了约800台凌动低功耗服务器。赵萌表示:“互联网应用多是数据密集型,I/O吞吐量大,这种情况下采用低功耗的CPU是比较好的选择。针对CDN系统轻量级应用和多节点的特点,通过前期沟通和测试比较,淘宝最终确定了采用基于Atom的定制服务器方案,满足不同地区用户本地化快速响应的需求。”
“互联网企业大多采用定制化服务器,功耗要求是一个重要的考虑因素。” 赛迪顾问高级分析师刘新认为,“服务器能耗在整个数据中心能耗中所占的比例比较大,对于大规模集群的应用环境,低功耗的课题尤其突出。”
诉求不只是低功耗
“低功耗服务器市场将是未来服务器市场中增长最快的细分领域,未来的企业级服务器将朝着低功耗的方向发展。”AMD中国区服务器产品经理梁宏伟表示,“当前客户的需求已经发生转变,大家过去关注的多是概念和单纯的性能指标,现在更加关注的是自身的业务需求和总体拥有成本。” 在处理器整体走向高性能和低功耗的趋势下,单纯考量芯片的功耗和性能指标已经无法获得全面的视角。
“关于低功耗指标的定义,并没有一刀切的标准,用户群更专注的是性能功耗比。对于不同的应用需求,如何实现最佳的能效比是芯片厂商关注的重点。因此针对市场上的新型选择和需求,我们采用的是多条产品线并举的策略。” 赵萌表示,“例如英特尔E3平台能够满足大多数主流应用的性能需求,同时实现更低的功耗,而Atom平台关注的更多的则是低功耗的诉求。通过不同的产品组合,能为客户提供全面的解决方案。”
今年英特尔将再次扩大 E3 产品家族的阵容,推出基于 22 纳米制程3-D 三栅极晶体管的全新处理器,它将实现较前一代处理器更高的性能和性能功耗比。年底,英特尔还将推出一款基于Atom微架构的全新服务器处理器(代号为“Centerton”)。英特尔还于 2011 年 3 月为其路线图新增了一个低功耗微架构产品组合,以更好地支持微型服务器服务广泛的工作负载。
如今,这一产品组合包括三类处理器,功耗从 45 瓦到 15 瓦不等,全部具备服务器级产品特性,其中包括 64 位兼容性、虚拟化技术 以及错误检查和纠正 (ECC) 等。
此外,x86阵营的另一大芯片企业AMD也同样关注低功耗服务器的发展。在AMD的产品组合中,皓龙6000、4000及3000系列处理器也同时平衡了性能与功耗。“以前的市场是靠频率速度和单线程性能来推动,现在的市场则越来越关注处理的效率和更低的功耗。”据梁宏伟介绍,今年11月,AMD将AMD皓龙6000系列处理器新品“阿布扎比”以及另外两款基于同样技术的新品:AMD皓龙4000系列处理器“首尔”和皓龙3000系列处理器“德里”,在提升性能的同时继续保持低功耗的优势。
大唐金融社保卡芯片
获优秀银行卡设备奖
在前不久召开的“2011中国国际金融(银行)技术暨设备展览会(以下简称金融展)”上,大唐电信向业界集中展示了金融IC卡芯片解决方案、现场及远程支付解决方案、社保卡芯片(含金融功能)解决方案、手机支付解决方案等整体解决方案。在此次金融展上,大唐电信推出的金融社保卡芯片荣获2011年金融展“优秀银行卡设备奖”。
金融社保卡芯片是大唐电信自主研发设计的一款国产芯片,符合《社会保障(个人)卡规范》、《中国金融集成电路(IC)卡应用规范》(PBOC2.0规范)。该产品能够很好地实现电子凭证、信息存储、信息查询、电子钱包、借贷记、电子现金小额支付等功能。芯片设计兼顾速度、安全、面积、功耗等因素,是一款高速率、高安全性、低功耗的智能卡芯片。目前,大唐电信金融社保卡芯片产品已经在福建、北京等地商用。
据了解,大唐电信“十二五”期间确立了向整体解决方案转型的发展战略,全面实施“大终端+大服务”的产业布局。以大唐微电子的产业平台及原专用集成电路事业部、国际业务部为基础组建了大唐电信金融与安全事业部,事业部将以安全芯片为核心,立足通信政企等行业领域,面向金融社保等行业领域,提供智能卡综合性解决方案。(来自大唐电信)
华虹NEC的Super Junction
工艺开发项目取得显著成果
上海华虹NEC电子有限公司(以下简称“华虹NEC”)近日宣布,凭借在MOSFET方面雄厚的技术实力和生产工艺,成功开发了新一代创新型MOSFET代工方案――600-700VSuperJunction(超级结结构)MOSFET(SJNFET)工艺,并开始进入量产阶段。此SJNFET工艺平台的成功推出,标志着华虹NEC在功率分立器件领域取得了突破性进展,将为客户提供更丰富的工艺平台与代工服务。(来自华虹NEC)
灿芯半导体与浙江大学建立
“工程硕士”培养合作
为培养应用型、复合型的高层次集成电路企业工程技术人才,推动集成电路产业发展,灿芯半导体(上海)有限公司(以下简称“灿芯半导体”)与浙江大学签署了委托浙江大学信息与电子工程学系为灿芯半导体开展集成电路工程硕士培养的协议,并于10月15日在浙江大学举行了开学典礼。
探索集成电路人才培育模式,完善集成电路企业的人力资源积累和激励机制,既孵化企业,也孵化人才,使优秀人才引得进、留得住、用得好,是灿芯半导体企业文化的主要内容之一,而建设呈梯次展开的人才培育平台是灿芯半导体企业文化的重要组成部分。为地方企业培养集成电路人才、提高在职集成电路人员的技术水平和技术素养也是浙江大学人才培养的重要任务。
该合作的建立,不仅为灿芯半导体的在职工程师提供了一个极好的深造机会,同时也体现了灿芯半导体对人才的重视和在公司人才培养上的深谋远虑!(来自灿芯半导体)
宏力半导体与力旺电子合作开发
多元解决方案与先进工艺
晶圆制造服务公司宏力半导体与嵌入式非挥发性存储器(embedded non-volatile memory, eNVM)领导厂商力旺电子共同宣布,双方通过共享资源设计平台,进一步扩大合作范围,开发多元嵌入式非挥发性存储器解决方案。力旺电子独特开发的单次可编程OTP (NeoBit),与多次可编程MTP (NeoFlash/NeoEE) 等eNVM技术,将全面导入宏力半导体的工艺平台,宏力半导体并将投入OTP与MTP知识产权(Intellectual Patent, IP)的设计服务,以提供客户全方位的嵌入式非挥发性存储器解决方案,将可藉由低成本、高效能的优势,服务微控制器(MCU)与消费性电子客户,共同开发全球市场。 (来自力旺公司)
“大唐-安捷伦TD-LTE-Advanced
联合研究实验室”成立
大唐电信集团与安捷伦科技有限公司日前联合宣布:双方在北京成立“大唐-安捷伦TD-LTE- Advanced联合研究实验室”,携手为中国新一代移动通信技术的自主创新发展贡献力量。TD-LTE-Advanced是现今TD-LTE (4G) 标准的后续演进系统。此次成立的联合研究实验室将致力于开发相关的新技术和测试标准,推动TD-LTE-Advanced在中国以及国际市场的快速发展和商业部署。
作为3G时代TD-SCDMA国际标准的提出者,以及4G时代TD-LTE- Advanced技术的主导者,大唐电信集团彰显出其在国际标准化工作中的领军者地位。“大唐-安捷伦TD-LTE-Advanced联合研究实验室”的建立,将有利于双方在TD-SCDMA、TD-LTE、TD-LTE-Advanced解决方案的研发过程中发挥各自优势,支持大唐电信集团在技术、系统设备和芯片组等产业链环节的研发,同时为安捷伦针对中国自主通信标准开发测试技术和仪器仪表提供发展机会。(来自安捷伦科技)
睿励TFX3000 300mm
全自动精密薄膜线宽测量系统
睿励科学仪器(上海)有限公司宣布推出自主研发的适用于65nm和45 nm技术节点的300mm硅片全自动精密薄膜和线宽测量系统(TFX3000)。针对65nm及45nm生产线的要求,本产品的测量系统采用了先进的非接触式光学技术,并进行了全面的优化,能准确地确定集成电路生产中有关工艺参数的微小变化。配上亚微米级高速定位系统和先进的计算机图形识别技术,极大地提高了测量的速度。该产品可以和睿励自主开发的OCD软件配套使用,能准确地测量关键尺寸及形貌。专为CD测量配套的光学测量系统能将光学散射法的优势最充分地发挥出来。该产品最适用于刻蚀(Etch)、化学气相沉积(CVD)、光刻(Photolithography)和化学机械抛光(CMP)等工艺段。(来自睿励科学仪器)
联想IdeaPad TabletK1触摸屏采用
爱特梅尔maXTouch mXT1386控制器
爱特梅尔公司(Atmel? Corporation)宣布联想已选择maXTouch?mXT1386控制器助力联想IdeaPad TabletK1平板电脑。新型联想IdeaPad TabletK1平板电脑运行Android 3.1版本操作系统,搭载双核1GHz NVIDIA Tegra 2处理器和1GB内存,并配置带有黑色边框的10.1英寸1280x800分辨率显示屏。爱特梅尔maXTouch mXT1386这款突破性全新触摸屏控制器具有出色的电池寿命和更快的响应速度,因而获联想选择使用。(来自爱特梅尔)
埃派克森推出滑鼠8-PIN芯片
埃派克森微电子(上海)有限公司(Apexone Microelectronics)日前宣布推出业界唯一的8-PIN最小封装、支持DPI调节的3D4K单芯片光电鼠标芯片A2638,以及“翼”系列2.4 G 无线鼠标方案的第二代产品ASM667高性能模组。
此次新推出的A2638光电鼠标系统级芯片(SoC)是埃派克森全新“致・简”系列的首款产品,该系列SoC依据“突破极致、大道至简”设计原则和应用思路,从业内最先进的8管脚鼠标SoC外形封装出发,利用埃派克森完全自主的专利技术,将更多的系统特性和外部元器件集成其中,突破了多项技术极限从而带来整体设计的高度简化和高性价比。作为“致・简”系列的首款产品,A2638不仅将8管脚光电鼠标传感器的整体封装体积压缩至业内最小,而且是业内唯一支持4Key按键DPI可调的光电鼠标单芯片。
A2638可应用于各种光电鼠标、台式电脑、笔记本电脑和导航设备等等终端系统。(来自埃派克森)
灵芯集成WiFi芯片
获得WiFi联盟产品认证
苏州中科半导体集成技术研发中心有限公司(又名灵芯集成,以下简称灵心集成)宣布其研发的Wi-Fi芯片(包括射频芯片S103和基带芯片S901)以及模组SWM9001已获得Wi-Fi联盟的产品认证,成为中国第一家获得Wi-FiLogo的IC设计公司。这标志着中国本土IC设计公司在Wi-Fi芯片技术领域的一次重大突破,并使Wi-Fi芯片采购商找到更高性价比产品解决方案成为可能。
Wi-Fi技术在移动宽带领域应用十分广泛,市场需求量巨大,除智能手机、平板电脑等成熟市场外,还有智能家庭、云手机、云电视以及物联网等新兴市场。Wi-Fi芯片主要需要实现高线性度、高灵敏度、低功耗以及高抗噪与防反串四大特性,软件开发工作同样复杂,所以研发难度大。
灵芯集成的Wi-Fi芯片产品及模组拥有完全自主知识产权,并符合802.11abgn等主流标准,同时以硬件实现方式支持中国WAPI加密标准。经过数年的技术攻关,灵芯集成将Wi-Fi芯片成功推向市场并实现量产,同时取得相关国际认证,走过的路异常艰辛。目前,灵芯可提供套片、模组及IP授权等多种合作模式。此外,灵芯集成还可提供GPS基带和射频芯片、CMMBDVB-SIIABS调谐器射频芯片、2.4GHz射频收发芯片以及ETC解决方案等。(来自CSIA)
士兰微收到1199万国家专项经费
杭州士兰微电子股份有限公司(简称士兰微)于近日收到“高速低功耗600v以上多芯片高压模块”项目的第一笔项目经费1199万元。
据悉,士兰微申报的“高速低功耗600v以上多芯片高压模块”项目,是国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”专项项目之一,由士兰微及其控股子公司杭州士兰集成电路有限公司共同承担。该项目获得的中央财政核定预算资金总额为3421.00万元。(来自CSIA)
国际要闻
IR 扩充SupIRBuck在线设计工具
国际整流器公司 (International Rectifier,简称IR) 日前宣布已为 SupIRBuck 集成式负载点 (POL) 稳压器系列扩充在线设计工具,其中包括使用可提升轻载效率的滞后恒定导通时间 (COT) 控制的全新器件。
IR已在网站上提供这款方便易用的互动网络工具,使设计人员可为超过15个SupIRBuck 集成式稳压器进行快速选型、电热模拟和优化设计。扩充的产品线包含高压 (27 V) 器件、最高15A 的额定电流,以及采用5mm×6mm 和4mm×5mm 封装的稳压器。强化的模拟功能包括使用铝制电解电容器补偿恒定导通时间控制器以实现较低成本应用,以及使用全陶制电容器实现较高频率应用。
SupIRBuck 在线工具根据设计人员所提供的输入和输出参数,为特定应用选择合适的器件。用户只要输入基本要求,该工具便允许用户获取电路图、建立附带相关物料清单 (BOM) 的参考设计、观察波形,并方便快速地完成复杂的热阻和应用分析,从而大幅加快开发进程。
IR 的 SupIRBuck 稳压器把 IR的高性能同步降压控制 IC 和基准 HEXFET?沟道技术 MOSFET 集成到一个紧凑的功率 QFN 封装中,比分立式解决方案所要求的硅占位面积更小,并提供比单片式IC高出8%至10%的全负载效率。(来自IR)
意法半导体率先采用硅通孔技术,
实现尺寸更小且更智能的MEMS芯片
意法半导体公司(STMicroelectronics,简称ST)日前宣布率先将硅通孔技术(TSV)引入MEMS芯片量产。在意法半导体的多种MEMS产品(如智能传感器、多轴惯性模块)内,硅通孔技术以垂直短线方式取代传统的芯片互连线方法,在尺寸更小的产品内实现更高的集成度和性能。
硅通孔技术利用短垂直结构连接同一个封装内堆叠放置的多颗芯片,相较于传统的打线绑定或倒装芯片堆叠技术,硅通孔技术具有更高的空间使用效率和互连线密度。意法半导体已取得硅通孔技术专利权,并将其用于大规模量产制造产品,此项技术有助于缩减MEMS芯片尺寸,同时可提高产品的稳定性和性能。(来自ST)
富士通半导体扩充FM3系列
32位微控制器产品阵营
富士通半导体(上海)有限公司最近宣布推出基于ARM? CortexTM-M3处理器内核的32位RISC微控制器的FM3系列的新产品。该系列于去年11月首次面世,本次推出的是第3波产品。此次,富士通半导体共推出64款新产品,不久即可提供样片。
新产品分为高性能产品组和超低漏电产品组两个类别,高性能产品组共有54款产品,包括MB9B610/510/410/310/210/110系列、MB9BF618- TPMC以及其他产品;超低漏电产品组共有10款产品,包括MB9A130系列、MB9AF132LPMC以及其他产品。(来自富士通半导体)
安森美半导体推出
最小有源时钟产生器IC
安森美半导体(ON Semiconductor)推出新系列的有源时钟产生器集成电路(IC),管理时钟源的电磁干扰(EMI)及射频干扰(RFI),为所有依赖于时钟的信号提供降低全系统级的EMI。
新的P3MS650100H及P3MS650103H 低压互补金属氧化物半导体(LVCMOS)降低峰值EMI时钟产生器非常适合用于空间受限的应用,如便携电池供电设备,包括手机及平板电脑。这些便携设备的EMI/RFI可能是一项重要挑战,而符合相关规范是先决条件。这些通用新器件采用小型4引脚WDFN封装,尺寸仅为1 mm x 1.2 mm x 0.8 mm。这些扩频型时钟产生器提供业界最小的独立式有源方案,以在时钟源和源自时钟源的下行时钟及数据信号处降低EMI/RFI。(来自安森美半导体)
恩智浦推出业界首款集成了LCD段
码驱动器的Cortex-M0微控制器
恩智浦半导体(NXP Semiconductors N.V.)日前推出LPC11D00 和LPC12D00系列微控制器,这是业界首款集成了LCD段码驱动器的ARM? CortexTM-M0 微控制器,可在单一芯片中实现高对比度和亮度。LPC11D00和LPC12D00内置了恩智浦PCF8576D LCD驱动器,适用于内含多达4个底板和40段码的静态或多路复用液晶显示器,并能与多段LCD驱动器轻松实现级联,容纳最多2560段码,适合更大的显示器应用。恩智浦LPC11D00和LPC12D00系列可将总体系统成本降低15%,同时提供LCD无缝集成,适合工业自动化、白色家电、照明设备、家用电器和便携式医疗器械等多种应用。(来自恩智浦)
奥地利微电子推出
业界最高亮度的闪光LED驱动芯片
奥地利微电子公司日前宣布推出应用于手机、照相机和其他手持设备的AS364X系列LED闪光驱动芯片。产品具有高集成度及4MHz的DC-DC升压转换器,能保证最高的精度,从而确保最佳的照片和视频图像质量。新的产品系列支持320mA至最高2A的输出电流,为入门级手机、高端智能手机、平板电脑、数码相机和录像机提供最佳解决方案。
除了具有业界最小尺寸的特性,新的产品系列提供高度精确的I2C可编程输出电流和时间控制,拥有诸多安全特性,另外还结合智能内置功能与独有的处理技术,使闪光灯即使在非常低的电量下依然保持工作,改善移动环境中图像的画面质量。(来自奥地利微电子)
微捷码FineSim SPICE帮助
Diodes Incorporated加速完成两款
高度集成化同步开关稳压器的投片
微捷码(Magma?)设计自动化有限公司日前宣布,全球领先的分立、逻辑和模拟半导体市场高品质专用标准产品(ASSP)制造商和供应商Diodes Incorporated公司采用FineSimTM SPICE多CPU电路仿真技术完成了两款高度集成化同步开关稳压器的投片。AP6502和AP6503作为340 kHz开关频率外补偿式同步DC/DC降压转换器,是专为数字电视、液晶监控器和机顶盒等有超高效电压变换需求的消费类电子系统而设计。通过利用FineSim SPICE多CPU仿真技术,Diodes Incorporated明显缩短了仿真时间,在不影响精度的前提下实现了3至4倍的仿真范围扩展。(来自Magma)
德州仪器进一步壮大面向负载点
设计的 PMBusTM 电源解决方案阵营
日前,德州仪器 (TI) 宣布面向非隔离式负载点设计推出 2两款具有 PMBus 数字接口与自适应电压缩放功能的 20 V 降压稳压器。加上 NS系统电源保护及管理产品,TI 为设计工程师提供完整的单、双及多轨多相位 PMBus 解决方案,帮助电信与服务器设计人员对其电源系统健康状况进行智能监控、保护和管理。(来自德州仪器)
Altera业界第一款
SoC FPGA软件开发虚拟目标平台
Altera公司宣布可以提供FPGA业界的第一个虚拟目标平台,支持面向Altera最新的SoC FPGA器件进行器件专用嵌入式软件的开发。在Synopsys有限公司成熟的虚拟原型开发解决方案基础上,SoC FPGA虚拟目标是基于PC在Altera SoC FPGA开发电路板上的功能仿真。虚拟目标与SoC FPGA电路板二进制和寄存器兼容,保证了开发人员以最小的工作量将在虚拟目标上开发的软件移植到实际电路板上。支持Linux和VxWorks,并在主要ARM辅助系统开发工具的帮助下,嵌入式软件工程师利用虚拟目标,使用熟悉的工具来开发应用软件,最大限度的重新使用已有代码,利用前所未有的目标控制和目标可视化功能,进一步提高效能,这对于复杂多核处理器系统开发非常重要。(来自Altera)
瑞萨电子宣布开发新型近场无线技术
瑞萨电子株式会社(以下简称“瑞萨电子”)于近日宣布开发新型超低功耗近场距离(低于1米的范围内)无线技术,通过此技术实现极小终端设备(传感器节点)即可将各种传感器信息发送给采样通用无线通信标准(如蓝牙和无线LAN)的移动器件。
瑞萨电子认为,这项新技术会成为未来几年“物联网”产业发展的基础,以及实现更高效的、有助于构建生态友好的绿色“智能城市”的“器件控制”的基础。瑞萨计划加速推进其研发工作。
瑞萨电子于近日在日本京都召开的“2011年VLSI电路研讨会”上公布开发成果。(来自CSIA)
德州仪器推出更强大的
多核 DSP-TMS320C66x
日前,德州仪器 (TI)宣布推出面向开发人员的业界最高性能的高灵活型可扩展多核解决方案,其建立在TMS320C66x 数字信号处理器(DSP)产品系列基础之上,是工业自动化市场处理密集型应用的理想选择。设计智能摄像机、视觉控制器以及光学检测系统等产品的客户将充分受益于TI C66x 多核DSP 所提供的超高性能、整合型定点与浮点高性能以及单位内核更多外设与存储器数量。此外,TI 还提供强大的多核软件、工具与支持,可简化开发,帮助客户进一步发挥C66x 多核DSP 的全面性能优势。(来自德州仪器)
意法半导体(ST)向歌华有线
提供集成机顶盒芯片
意法半导体日前宣布北京歌华有线电视网络公司的机顶盒已经大规模采用意法半导体集成高清有线调制解调器(Cable Modem)芯片-STi7141,该产品集成三网融合和Cable Modem功能,以及双调谐器个人录像机(PVR)和视频点播(VoD)性能,从而实现低成本且高性能的交互应用服务。
STi7141支持MPEG4/H.264/VC1最新高清广播标准,集成DOCSIS/EuroDOCSIS Cable Modem,使用户可以实现永久在线连接,并支持基于IP 协议的交互电视服务和网络电话。STi7141具有以太网接口同时支持DOCSIS3.0的信道绑定功能,可支持宽带下载、HDMI以及USB。
基于STi7141集成Cable Modem的交互机顶盒通过严格测试,其性能、稳定性、低功耗和集成三网融合功能较歌华上一代机顶盒都取得了很大的进步,并且能够满足歌华有线当前以及可预期的全部要求。(来自意法半导体)
X-FAB认证Cadence物理
验证系统用于所有工艺节点
Cadence 设计系统公司近日宣布,晶圆厂X-FAB已认证Cadence物理验证系统用于其大多数工艺技术。晶圆厂的认证意味着X-FAB已在其所有工艺节点中审核认可了Cadence 物理实现系统的硅精确性,混合信号客户可利用其与Cadence Virtuoso和Encounter流程的紧密结合获得新功能与效率优势。
Cadence物理验证系统提供了在晶体管、单元、模块和全芯片/SoC层面的设计中与最终签收设计规则检查(DRC)与版图对原理图(LVS)验证。它综合了业界标准的端到端数字与定制/模拟流程,有助于达成更高效的硅实现技术。
通过将设计规则紧密结合到Cadence实现技术,设计团队可以在编辑时根据签收DRC验证进行检验,在其流程中更早地发现并修正错误,同时通过独立签收解决方案,帮助其在漫长的周期中节省时间,实现更快流片。Cadence与X-FAB继续紧密合作,为其混合信号客户提供经检验的签收验证方案。(来自Cadence)
泰克公司推出用于MIPI?
Alliance M-PHYSM测试解决方案
泰克公司近日宣布,推出用于新出台M-PHY v1.0规范的MIPI Alliance M-PHY测试解决方案。在去年九月推出的业内首个M-PHY测试解决方案的基础上,泰克公司现在又向移动设备硬件工程师提供了一种用于M-PHY发射机和接收机调试、验证和一致性测试的简单、集成的解决方案。
与那些需要一系列复杂仪器来涵盖全面M-PHY测试要求的同类M-PHY测试解决方案相比,泰克解决方案要简单得多,只需要一台泰克DPO/DSA/MSO70000系列示波器和一台AWG7000系列任意波形发生器。在与Synopsys公司密切合作开发下,泰克“2-box”解决方案提供了在示波器上集成的误差检测(用于接收机容限测试)和可再用性(只需进行一次设置,就能进行M-PHY,或速度较低的D-PHYSM规范的测试)。(来自泰克公司)
eSilicon 推出28 纳米下
1.5GHz处理器集群
eSilicon 公司与 MIPS 科技公司共同宣布,已采用 GLOBALFOUNDRIES 的先进低功率 28 纳米 SLP 制程技术进行高性能、三路微处理器集群的流片,预计明年初正式出货。MIPS 科技提供以其先进 MIPS32? 1074KfTM 同步处理系统 (CPS) 为基础的 RTL,eSilicon 完成综合与版图,共同优化此集群设计,可达到最差状况 1GHz 的性能水平,典型性能预计为约1.5GHz。
为确保在低功耗的条件下达到 1GHz 目标,eSilicon 的定制内存团队为 L1 高速缓存设计了自定义的内存模块,用来取代关键路径中的标准内存。1074K CPS 结合了两项高性能技术─ 同步多处理系统、以及乱序超标量的 MIPS32 74K?处理器作为基本 CPU。74K 采用多发射、15 级乱序超标量架构,现已量产并有多家客户将其用在数字电视、机顶盒和各种家庭网络应用,也被广泛地用在联网数字家庭产品中。
即日起客户可从 eSilicon 取得 1GHz 设计的授权 ─ 能以标准或定制化形式供货。此集群处理器已投片为测试芯片,能以硬宏内核形式供应。它包括嵌入式可测试性设计 (DFT) 与可制造性设计 (DFM) 特性,因此能直接放入芯片中,无需修改就能使用。作为完整 SoC 开发的一部分,它能进一步定制化与优化,以满足应用的特定需求。(来自MIPS公司)
科胜讯推出音频播放 IC 产品线
科胜讯系统公司推出音频播放芯片 KX1400,可通过片上数字音频处理器和 D 类驱动器直接在外接扬声器中播放 8KHz 的音频数据。作为科胜讯音频播放产品系列的第一款产品,KX1400 已被混合信号集成电路和系统开发商 Keterex 公司所收购。
科胜讯的音频播放产品系列非常适用于要求音频播放预录数据的大多数应用。无论是售货机、玩具还是人行横道信号和互动自动服务查询机,科胜讯简单易用的音频播放器件都是将音频功能集成到各类器件和家用电器的绝佳途径,极大地改善了用户体验。(来自科胜讯系统公司)
英特尔与IBM等公司合作,向纽约州
投资44亿美元用于450mm晶圆
英特尔、IBM、GLOBALFOUNDRIES、台积电(TSMC)以及三星电子五家公司面向新一代计算机芯片的研发等,将在未来五年内向美国纽约州共同投资44亿美元。
这项投资由两大项目构成。第一,由IBM及其合作伙伴领导的计算机芯片用新一代以及下下代半导体技术的开发项目。第二,英特尔、IBM、GLOBALFOUNDRIES、台积电以及三星领导的450mm晶圆联合项目。五家公司将统一步调,加速从现有的300mm晶圆向新一代450mm晶圆过渡。与300mm晶圆相比,预计利用450mm晶圆后芯片裁切量将增至两倍以上,制造成本也会降低。(来自CSIA)
飞兆半导体下一代单芯片功率模块
系列满足2013 ErP Lot 6待机
功率法规要求
根据2013欧盟委员会能源相关产品(ErP) 环保设计指令Lot 6的节能要求,电子设备在待机模式下的最大功耗不得超过0.5W,这项要求对于PC、游戏控制台和液晶电视的辅助电源设计仍是一个重大的挑战。
有鉴于此,飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor)推出FSB系列AC电压调节器。FSB系列是下一代绿色模式飞兆功率开关(FPSTM),可以帮助设计人员解决实现低于0.5W待机模式功耗的难题。FSB系列器件通过集成飞兆半导体的mWSaverTM技术,能够大幅降低待机功耗和无负载功耗,从而满足全球各地的待机模式功耗指导规范。
飞兆半导体的mWSaver技术提供了同级最佳的最低无负载和轻负载功耗特性,以期满足全球各地现有的和建议中的标准和法规,并实现具有更小占位面积,更高可靠性和更低系统成本的设计。(来自飞兆半导体公司)
爱特梅尔maXTouch E 系列
助力三星电子Galaxy Note和
Galaxy Tab 7.7触摸屏
爱特梅尔公司(Atmel? Corporation)宣布三星电子已经选择maXTouch? E 系列器件为其2011年数款旗舰智能手机和平板电脑产品的触摸屏。继爱持梅尔mXT1386助力超薄Galaxy Tab 10.1平板电脑获得成功之后,三星电子再数款使用爱特梅尔maXTouch E 系列的产品,包括:
三星在IFA 2011展会上Galaxy Note,这是结合了大型高像素屏幕和智能手机的便携性革新性产品。Galaxy Note具有5.3英寸1280x800 高清(HD) Super AMOLED显示器和同样引人注目的爱特梅尔mXT540E控制器,这款控制器具有高节点密度和32位处理功能,能够实现高分辨率触摸检测和先进的信号处理。举例来说,新型全屏幕手势可让消费者使用手或手掌的边缘与Galaxy Note互动。 (来自爱特梅尔公司)
飞思卡尔在未来i.MX产品中许可使用ARM Cortex-A7和Cortex-A15处理器
飞思卡尔半导体公司宣布将许可使用新型超高效ARM? CortexTM-A7 MPCoreTM处理器,与之前许可使用的Cortex-A15处理器配合使用。飞思卡尔将利用两个ARM核心的能效和性能开发其快速扩展的下一代i.MX应用处理器系列产品。
飞思卡尔计划在单核和多核i.MX器件中采用ARM Cortex-A7 和Cortex-A15处理器,提供了软件和引脚兼容性特性,面向嵌入式、汽车信息娱乐和智能移动设备应用。 针对性能需求较低的任务,高性能Cortex-A15处理器可以降低功率,而Cortex-A7处理器则用于处理负载较轻的处理任务。通过采用这种ARM称之为“Big.LITTLE处理”的方式,片上系统(SoC)可利用同一个器件中的两种不同但兼容的处理引擎,允许电源管理软件无缝地为任务选择合适的处理器。这种方式能帮助降低总体系统功耗,并可以延长移动设备的电池使用寿命。(来自飞思卡尔公司)
安捷伦LTE终端一致性
测试解决方案通过TPAC标准
安捷伦科技公司近日宣布其 E6621A PXT 无线通信测试仪及其 N6070A 系列 LTE 信令一致性测试解决方案通过了TPAC标准(测试平台认同标准)。
安捷伦 N6070A 系列的用户可以下载定期的软件更新,这些更新中包括由欧洲电信标准协会(ETSI)为GCF(全球认证论坛)和 PTCRB 认证项目开发的最新协议测试方案。
在LTE 终端设备研发设计和验证过程中,用户可以使用安捷伦 E6621A PXT 无线通信测试仪以及安捷伦 N6070A 系列LTE信令一致性测试解决方案,确保进行可靠的协议认证测试。终端设备和芯片组制造商可以通过 N6070A 系列执行开发测试、回归测试、认证测试以及运营商验收测试。N6070A 的用户现在能够进行经过验证的认证测试方案,这些测试方案覆盖了与频段级别Band 13 有关的 80% 的测试用例。(来自中国电子网)
Spansion公司推出
全新软件增强闪存系统性能
近日,Spansion公司宣布针对并行及串行NOR闪存推出全新闪存文件系统软件――Spansion? FFSTM。Spansion FFS是一款功能齐全的软件套件,其高性能水平及可靠性配合嵌入式软件应用可自动管理读写、擦除闪存等复杂操作。Spansion FFS是业界首款针对串行NOR闪存开发的闪存文件系统软件。
Spansion FFS提供最优化的系统性能,利用设备最大化性能提供快速读写能力。在不影响性能或增加成本的前提下,如何花更少的时间创造更复杂的设计是如今的嵌入式设计人员持续面临的挑战。利用Spansion FFS,软件工程师可完全获取Spansion NOR闪存的价值并调整产品以提升用户体验,确保高可靠性。(来自 Spansion公司)
市场新闻
SEMI硅晶圆出货量预测报告
近日,SEMI(国际半导体设备与材料协会)完成了半导体产业年度硅片出货量的预测报告。该报告预测了2011- 2013年期间晶圆的需求前景。结果表明,2011年抛光和外延硅的出货量预计为91.31亿平方英寸, 2012年预计为95.29亿平方英寸,而2013年预计为99.95亿平方英寸(请参阅下表)。晶圆总出货量预期在去年高位运行的基础上会有所增加,并在未来两年会保持平稳的增长态势。
SEMI总裁兼首席执行官Stanley T. Myers表示:“由于2011年上半年惊人的出货势头,2011年的总出货量预期将保持在历史最高水平。虽然现在正处在短期缓冲阶段,但预期未来两年仍将保持积极的增长势头。”(来自SEMI)
美国4G LTE业务迅速发展
将成全球老大
Pyramid Research最新的一份报告显示,美国将成为全球拥有4G LTE用户最多的国家。目前全球共有26家运营商提供4G LTE服务,而其中用户最多的三家Verizon Wireless,MetroPCS和AT&T就占据了47%的市场份额。
Pyramid分析师Emily Smith预计,美国运营商服务的LTE用户为700万人,而全球使用LTE服务的用户为1490万人。在2011年,美国用户购买了540万台LTE设备,是占据2011年全球LTE设备出货量的71%。
LTE在美国的发展与Verizon的大力推广密不可分。同时用户需求的增长也是一个重要因素。
Smith在报告中提到了日本的NTT Docomo,这两家公司都是在2010年12月推出LTE服务。但在Smith看来,Verizon的4G网络建设效率更高:“虽然到年底 Verizon网络有望覆盖到全美60%人口,但其过去一年中的基建等固定资产投入仅占到营业收入的14.7%,而到2012年3月,NTT Docomo的4G网络将覆盖全日本20%人口,但基建等固定资产投入已经占到营业收入的15.8%。” (来自Pyramid Research)
ARM与TSMC完成首件20纳米
ARM Cortex-A15 多核处理器设计定案
英商ARM公司与TSMC10月18日共同宣布,已顺利完成首件采用20纳米工艺技术生产的ARM Cortex-A15 处理器设计定案(Tape Out)。该定案是由TSMC在开放创新平台上建构完成的20纳米设计生态环境,双方花费六个月的时间完成从寄存器传输级(RTL)到产品设计定案的整个设计过程。
随着设计定案的完成,ARM公司将提供优化的架构,在TSMC特定的20纳米工艺技术上提升产品的效能、功率与面积(performance, power and area),进而强化Cortex-A15处理器优化套件(Processor Optimization Pack)的规格。相较于前几代工艺技术,TSMC的20纳米先进工艺技术可提升产品效能达两倍以上。(来自TSMC)
国家科技重大专项项目2011ZX02702项目启动仪式暨2011年阶段性
工作汇报会于上海举行
近日,国家科技重大专项《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》(简称“02专项”)的《65-45nm芯片铜互连超高纯电镀液及添加剂研发和产业化》(编号2011ZX02702)项目启动仪式暨2011年阶段性工作汇报会于上海举行。中科院微电子研究所所长叶甜春研究员和中科院上海微系统研究所所长王曦院士率02专项专家组成员出席会议并作重要讲话。上海市科委高新处郭延生处长、松江区科委杨怀志主任、上海市集成电路行业协会蒋守雷常务副会长等领导也出席了会议。项目责任单位上海新阳半导体材料股份有限公司(以下简称上海新阳)董事长王福祥、项目协作单位中芯国际营运效率优化处助理总监陆伟以及复旦大学、上海交通大学、上海集成电路研发中心等课题单位的领导一同出席会议。
项目负责人、上海新阳总工程师孙江燕汇报了2011年度项目进展情况、取得的研发成果以及项目安排实施计划。与会专家领导对项目的技术水平给予了较高的评价,对项目工作的进展给予了较高的认可,对上海新阳的发展战略及取得的成绩表示高度赞赏,对项目今后的工作开展提出了指导性意见。会后,叶甜春所长还兴致勃勃地参观了上海新阳。
上海新阳董事长王福祥代表项目责任单位对出席活动的专家与领导表示热烈欢迎与衷心感谢。他表示将一如既往地坚持既定发展战略,借助国家科技重大专项的支持,借助公司上市的契机,加大研发投入,加大创新步伐,和各协作、课题单位紧密合作,如期完成02专项任务,如期完成上市募投项目,不辜负国家、政府及各级领导、专家的信任与期望,不辜负广大用户和投资者的重托,为国家社会经济发展作出更大的贡献。(来自CSIA)
北美半导体设备制造商
2011年9月订单出货比为0.75
国际半导体设备材料协会(SEMI)日前公布,2011年9月北美半导体设备制造商接获订单9.848亿美元,订单出货比(Book-to-Bill ratio)初估为0.75, 为连续第12个月低于1; 0.75意味着当月每出货100美元的产品仅能接获价值75美元的新订单。这是北美半导体设备制造商BB值连续第5个月呈现下跌。
SEMI这份初估数据显示,9月北美半导体设备制造商接获全球订单的3个月移动平均金额为9.848亿美元,较8月上修值(11.6亿美元)减15.3%,并且较2010年同期的16.5亿美元短少40.4%。
9月北美半导体设备制造商3个月移动平均出货金额初估为13.1亿美元,创2010年6月以来新低;较8月上修值(14.6亿美元)短少9.8%,并且较2010年同期的16.1亿美元短少18.4%。
“订单和出货金额均在持续下降,差不多已于2009年底持平”,SEMI总裁兼首席执行官Stanley T. Myers指出,“虽然设备制造商在持续投资先进技术,但更大的投资力度需取决于全球经济前景的稳定”
SEMI订单出货比为北美半导体设备制造商接获全球订单的3个月平均接单与出货的比例。出货与订单数字以百万美元为单位。
本新闻稿中所包含的数据是由一家独立的金融服务公司David Powell, Inc.协助提供,未经审计,直接由项目参与方递交数据。SEMI和David Powell, Inc.对于数据的准确性,不承担任何责任。(来自SEMI)
2011年中国MEMS消费增长速度下降
据IHS iSuppli公司的中国研究报告,中国政府抑制经济增长和控制通胀的行动,将导致中国2011年MEMS购买活动放缓。
中国2010年MEMS消费增长33%,预计2011年增长速度将下降到10%。尽管放缓,但该市场仍保持健康的扩张速度,预计2011年中国MEMS销售额将达到16亿美元,高于2010年的15亿美元。到2015年,中国MEMS销售额将达到26亿美元,2010-2015年复合年度增长率为12.1%,如下图所示。
由于全球宏观经济形势恶化,中国政府最近对信贷采取谨慎立场,今年中国MEMS市场不会重现2010年那样的强劲增长。接下来的几年,将有三个趋势影响中国MEMS销售额增长:
第一,MEMS产品将通过提供令人渴望的特点和创新功能让消费者获得新的体验,比如在家用电器和手机中提供微型投影仪。
第二,随着更多的供应商加入这个市场,以及MEMS技术及生产工艺的改善,生产成本将快速下降,就像加速计在最近两年的表现那样。这将推动市场的增长。
最后,对智能手机和平板电脑等热门产品的需求增长,将促进MEMS市场的扩张。
未来几年,中国市场上增长最快的MEMS领域将是手机与消费市场的麦克风、加速计和陀螺仪。IHS公司预计,2015年该市场的MEMS销售额将达到13亿美元,2011-2015年复合年度增长率为21%。
增长第二快的领域将是汽车与工业MEMS市场,预计2011-2015年复合年度增长率分别为14%和12%。(来自IHS iSuppli)
Gartner:全球半导体销售额急速放慢
Gartner近日报告称,2011年全球半导体销售额已经放慢,总营收约为2990亿美元,比2010年下降了0.1%。这项新的报告比Gartner今年第二季度作出的预测有所变化,此前Gartner预测全球半导体销售额今年会上涨5.1%。
Gartner对PC生产量的增长预期也在下调,上个季度,Gartner预计PC产量增长率为9.5%,目前Gartner将其下调为3.4%,Gartner同时也下调了手机生产量增长预测,第二季度预期增长率为12.9%,最新预测的增长率为11.5%。
由于PC需求和价格的下滑,使DRAM受到严重影响,预测2011年将下滑26.6%。NAND flash闪存和数据处理ASIC是今年增长最块的,约为20%,这主要受益于智能手机和平板电脑的强劲需求。
Lewis说:“由于对日益恶化的宏观经济预期,我们已经下调了2012年半导体的增长预测,从8.6%降至4.6%。由于美国经济的二次衰退可能性上升,销售预期也进一步恶化,Gartner正在密切监控IT和消费者方面的销售趋势,看有无显著的衰退迹象。(来自SICA)
联电与ARM携手并进28纳米制程世代