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世界傳感器技術(shù)研究情況簡綜
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2016/9/30

  

  傳感器是新技術(shù)革命和信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ),是現(xiàn)代科技的開路先鋒,美國早在80年代就聲稱世界已進(jìn)入傳感器時(shí)代,日本則把傳感器技術(shù)列為十大技術(shù)之創(chuàng)立。日本工商界人士聲稱“支配了傳感器技術(shù)就能夠支配新時(shí)代”。世界技術(shù)發(fā)達(dá)國家對開發(fā)傳感器技術(shù)部十分重視。美、日、英、法、德和獨(dú)聯(lián)體等國都把傳感器技術(shù)列為國家重點(diǎn)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)之一。美國國家長期安全和經(jīng)濟(jì)繁榮至關(guān)重要的22項(xiàng)技術(shù)中有6項(xiàng)與傳感器信息處理技術(shù)直接相關(guān)。關(guān)于保護(hù)美國武器系統(tǒng)質(zhì)量優(yōu)勢至關(guān)重要的關(guān)鍵技術(shù),其中8項(xiàng)為無源傳感器。美國空軍2000年舉出15項(xiàng)有助于提高21世紀(jì)空軍能力關(guān)鍵技術(shù),傳感器技術(shù)名列第二。日本對開發(fā)和利用傳感器技術(shù)相當(dāng)重視并列為國家重點(diǎn)發(fā)展6大核心技術(shù)之一。日本科學(xué)技術(shù)廳制定的90年代重點(diǎn)科研項(xiàng)目中有70個(gè)重點(diǎn)課題,其中有18項(xiàng)是與傳感器技術(shù)密切相關(guān)。美國早在80年代初就成立了國家技術(shù)小組(BTG),幫助政府組織和領(lǐng)導(dǎo)各大公司與國家企事業(yè)部門的傳感器技術(shù)開發(fā)工作。


  傳感器技術(shù)是一項(xiàng)當(dāng)今世界令人矚目的迅猛發(fā)展起來的高新技術(shù)之一,也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志,它與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱之一。如果說計(jì)算機(jī)是人類大腦的擴(kuò)展,那么傳感器就是人類五官的延伸,當(dāng)集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展時(shí),人們才逐步認(rèn)識(shí)信息攝取裝置——傳感器沒有跟上信息技術(shù)的發(fā)展而驚呼“大腦發(fā)達(dá)、五官不靈”。傳感器開始受到普遍重視,從八十年代起,逐步在世界范圍內(nèi)掀起了一股“傳感器熱”。美國國防部將傳感器技術(shù)視為今年20項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一,日本把傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)、通信、激光半導(dǎo)體、超導(dǎo)并列為6大核心枝術(shù),德國視軍用傳感器為優(yōu)先發(fā)展技術(shù),英、法等國對傳感器的開發(fā)投資逐年升級(jí),原蘇聯(lián)軍事航天計(jì)劃中的第五條列有傳感器技術(shù)。正是由于世界各國普遍重視和投入開發(fā),傳感器發(fā)展十分迅速,在近十幾年來其產(chǎn)量及市場需求年增長率均在10%以上。目前世  界上從事傳感器研制生產(chǎn)單位已增到5000余家。美國、歐洲、俄羅斯各自從事傳感器研究和生產(chǎn)廠家1000余家,日本有800余家。


  英特爾公司于當(dāng)?shù)貢r(shí)間本周三宣布,它已經(jīng)發(fā)明了一種絕緣晶體管的突破性新方法,解決了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨的最基本問題之一:在減少電能損耗和發(fā)熱量的同時(shí)使計(jì)算機(jī)芯片越來越小。


  隨著半導(dǎo)體廠商在芯片中“塞入”的晶體管越來越多,晶體管就會(huì)出現(xiàn)電子泄露的問題。這意味著功能強(qiáng)大的芯片需要更多的電能,縮短了電池使用時(shí)間,并造成計(jì)算機(jī)散發(fā)大量熱量,使筆記本電腦變得燙手,企業(yè)則需要為服務(wù)器系統(tǒng)建立昂貴的冷卻系統(tǒng)。


  英特爾公司稱,為了解決這一問題,它已經(jīng)找到了一種絕緣金屬材料,以取代目前晶體管中普遍使用的二氧化硅。二氧化硅在晶體管中的使用已經(jīng)有三十年的歷史了。英特爾公司的技術(shù)分析師威羅納爾說,能耗問題是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)目前遇到的最大難題,我們的技術(shù)是對晶體管的重新設(shè)計(jì)。

  當(dāng)在芯片上集成的晶體管越來越多時(shí),二氧化硅絕緣層會(huì)變得非常薄,使電流能夠泄露出去。英特爾公司的解決方案是一種被稱為“高K絕緣體”的較厚的金屬材料,使晶體管不會(huì)發(fā)生電流泄露。


  為了提高芯片的運(yùn)算能力,英特爾公司及其競爭對手在芯片中集成的晶體管數(shù)目越來越大。例如,1993年推出的奔騰芯片集成了310萬個(gè)晶體管,奔騰4芯片則集成了5500萬個(gè)晶體管,英特爾公司在2007年推出的芯片預(yù)計(jì)將集成10億個(gè)以上的晶體管。


  英特爾公司的創(chuàng)始人之一戈登·摩爾在1965年提出了著名的摩爾定律,即芯片上集成的晶體管數(shù)量每18個(gè)月就會(huì)翻一番。今年2月份,他預(yù)測說,摩爾定律在未來10年內(nèi)還會(huì)繼續(xù)生效,但他警告說,為了減少芯片的發(fā)熱量,必須首先解決電流泄露的問題。


  威羅納爾表示,由于新的絕緣材料與現(xiàn)有的硅柵極不兼容,英特爾公司還將在柵極中使用金屬材料。

  英特爾公司沒有披露新材料的成份。英特爾公司稱,它將在2007年使用這種新技術(shù),屆時(shí),它還將開始使用0.045微米生產(chǎn)工藝。


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