全球電子產(chǎn)業(yè)也產(chǎn)生了眾多技術(shù)突破，最具代表的十大“黑科技”

電子技術(shù)作為一項(xiàng)最基礎(chǔ)的技術(shù)，它是支撐工業(yè)、汽車、通訊等眾多行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。經(jīng)過2018年電子行業(yè)的巨大變化，如果用一個(gè)詞形容全年的行業(yè)特性，那就是“芯片”。越來越多的國家開始重視核“芯”技術(shù)，芯片產(chǎn)業(yè)涉及材料、設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試等，任何一項(xiàng)技術(shù)的突破，都會(huì)給整個(gè)行業(yè)帶來革命性的變革，今年整個(gè)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)上也是節(jié)節(jié)攀升，2018年可以說是產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的一年，全球電子產(chǎn)業(yè)也產(chǎn)生了眾多技術(shù)突破，下面是其中最具代表的十大“黑科技”。

擁有人腦智慧的類腦芯片

一直以來，人們已經(jīng)習(xí)慣了電子芯片的模式，那就是運(yùn)算和存儲(chǔ)的獨(dú)立工作模式。但是人腦的工作方式是統(tǒng)一的，通過神經(jīng)元和突出的協(xié)作完成腦部工作。近年來，全球許多研究機(jī)構(gòu)開始將精力放在類腦芯片技術(shù)上，一直未能取得突破性進(jìn)展。2018年2月，麻省理工的工程師設(shè)計(jì)了一種人造突觸，可以實(shí)現(xiàn)精確控制流過這種突觸的電流強(qiáng)度，類似離子在神經(jīng)元之間的流動(dòng)，這給人們?cè)O(shè)計(jì)像人腦一樣工作的芯片大有幫助。據(jù)相關(guān)工作人員介紹，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造了一個(gè)由硅鍺制成的人造突觸小芯片，該芯片的突觸可以識(shí)別手寫樣本，準(zhǔn)確率非常高，這個(gè)研究成果被認(rèn)為是邁向用于模式識(shí)別和其它學(xué)習(xí)任務(wù)的便攜式低功耗神經(jīng)形態(tài)芯片的關(guān)鍵技術(shù)突破。

實(shí)現(xiàn)兩英寸GaN自支撐襯底的規(guī)?；a(chǎn)

如今，我們正處在第二代半導(dǎo)體材料（硅）和第三代半導(dǎo)體材料發(fā)展的節(jié)點(diǎn)上，隨著信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的半導(dǎo)體材料，因具備禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速率高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)越性能，是固態(tài)光源、電力電子和微波射頻器件的關(guān)鍵技術(shù)和材料支撐。2018年3月，中國科技部高新司在高質(zhì)量第三代半導(dǎo)體材料關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了新突破，據(jù)相關(guān)工作人員對(duì)OFweek電子工程網(wǎng)介紹，該項(xiàng)目完成了兩英寸GaN自支撐襯底的規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了高Al組分AlGaN基深紫外光泵浦激射，開發(fā)了基于鈣鈦礦氧化物材料的紫外光電探測(cè)器件原型，為氮化鎵的早日量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的新突破。

長光研制出世界最大口徑碳化硅單體反射鏡

單體反射鏡是一種高精度的非球面光學(xué)反射鏡，主要用于對(duì)地觀測(cè)、深空探測(cè)和天文觀測(cè)等領(lǐng)域，是衡量國家的高性能光學(xué)水平的一個(gè)重要參考標(biāo)準(zhǔn)。2018年8月，長春光機(jī)研制出世界上最大的口徑碳化硅單體反射鏡，標(biāo)志著我國在這個(gè)制造領(lǐng)域已經(jīng)躋身國際先進(jìn)行列。據(jù)悉，這個(gè)4m量級(jí)高精度SiC非球面反射鏡集成制造系統(tǒng)技術(shù)將應(yīng)用于國家地基大型光電系統(tǒng)。長春光機(jī)作為國家重要的科研機(jī)構(gòu)，在20世紀(jì)90年代就開始研究光學(xué)級(jí)碳化硅陶瓷材料，并不斷取得突破性成果，2016年它們就曾成功研制出直徑4.03m的單體碳化硅反射鏡坯。

可自然降解的壓力傳感器

傳感器幾乎無處不在，隨著“萬物互聯(lián)”愿景的實(shí)現(xiàn)，未來的傳感器將搭載更多的黑科技技術(shù)，如美國科學(xué)家們研究的一款可自然降解的壓力傳感器就是亮點(diǎn)十足。據(jù)相關(guān)工作人員介紹，這款傳感器能可移植并且可伸展，它非常適用于醫(yī)療行業(yè)，如用這門技術(shù)為很多患者定制個(gè)性化的康復(fù)方案。應(yīng)用這門技術(shù)，人們可以控制傳感器的降解，使其壽命與組織愈合時(shí)間保持統(tǒng)一，同時(shí)傳感器的靈敏度也沒影響。除了用于患者康復(fù)，它還能集成到小型化的發(fā)射器或接收器系統(tǒng)中，應(yīng)用前景非常廣闊。

柔性射頻濾波技術(shù)

隨著人們對(duì)電子設(shè)備形狀的要求，柔性電子成為一種新的技術(shù)選擇，搭載這種技術(shù)的電子設(shè)備可任意彎曲和折疊，柔性電子設(shè)備比傳統(tǒng)的電子設(shè)備更靈活，同時(shí)適應(yīng)環(huán)境能力更強(qiáng)，成為近年來最熱門的一種電子研究技術(shù)。如何將柔性電子技術(shù)應(yīng)用在常見的設(shè)備之中成為如今熱門的話題，也是科學(xué)家們一直努力的方向。功夫不負(fù)有心人，2018年5月，天津大學(xué)傳來好消息，天津大學(xué)的精密測(cè)試技術(shù)及儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室龐慰團(tuán)隊(duì)，成功開發(fā)出了柔性射頻濾波器，可直接應(yīng)用于柔性電子，這是我國在柔性電子設(shè)備上的一大技術(shù)突破，這門技術(shù)可實(shí)現(xiàn)柔性電子設(shè)備間的高速無線通訊。一直以來，人們幻想的“折疊”手機(jī)離我們又進(jìn)了一步，如若將這項(xiàng)技術(shù)用于手機(jī)產(chǎn)業(yè)，前景不可限量。

新型拓?fù)浣^緣體有望刷新存儲(chǔ)領(lǐng)域的“世界觀”

存儲(chǔ)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種電子器件之中，可謂是電子的“糧倉”。今年，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)新科研項(xiàng)目，探索出一種涉及磁阻效應(yīng)的新型拓?fù)浣^緣體，這種拓?fù)浣^緣體將改善計(jì)算機(jī)計(jì)算與存儲(chǔ)。據(jù)相關(guān)人員介紹，這種磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器正逐漸在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域應(yīng)用，這種拓?fù)浣^緣體的材料有利于進(jìn)一步改善磁阻隨機(jī)存儲(chǔ)電子單元寫數(shù)據(jù)的能量效率。

中國***分辨率達(dá)到22納米

***被譽(yù)為工業(yè)之花，制造難度不亞于造航母。2018年11月，國家重大科研裝備研制項(xiàng)目“超分辨光刻裝備研制”通過驗(yàn)收，這個(gè)設(shè)備就是***，該***由中國自主研制，分辨率達(dá)到了22nm，未來還能用于制造10nm級(jí)別的芯片，這是中國一項(xiàng)非常重大的技術(shù)突破。雖然它與全球頂尖的***（7nm甚至5nm）等還有差距，但能取得這樣的成績已屬不易。

邏輯器件上的突破性成果

邏輯器件作為電子電路的基礎(chǔ)單元，在很多的地方都能應(yīng)用得到，但是如今是以CMOS器件為主流。2018年12月，《自然》雜志發(fā)表了一篇關(guān)于一代邏輯器件的研究論文，作者包括英特爾、加州大學(xué)伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員。這篇論文描述了一種由英特爾發(fā)明的磁電自旋軌道（MESO）邏輯器件，相較于目前的CMOS器件、MESO器件，有望把電壓降低5倍、能耗降低10-30倍。這項(xiàng)技術(shù)研究有望推動(dòng)計(jì)算能效提升，跨越不同的計(jì)算架構(gòu)促進(jìn)性能增長。

首次在三維體系中發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)

量子霍爾效應(yīng)是量子力學(xué)版本的霍爾效應(yīng)，需要在低溫強(qiáng)磁場(chǎng)的極端條件下才可以被觀察到，此時(shí)霍爾電阻與磁場(chǎng)不再呈現(xiàn)線性關(guān)系，而出現(xiàn)量子化平臺(tái)。量子霍爾效應(yīng)是二十世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)之一，因?yàn)檠芯肯嚓P(guān)技術(shù)獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家不少。2018年12月，復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系修發(fā)賢課題組在《自然》雜志上刊發(fā)了他們的研究成果，這也是中國科學(xué)家首次在三維空間中發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)。據(jù)悉，修發(fā)賢教授課題組在拓?fù)涞依税虢饘偕榛k材料里觀測(cè)到三維量子霍爾效應(yīng)，通過實(shí)驗(yàn)證明電子的隧穿過程，邁出從二維到三維的關(guān)鍵一步，開拓了全新的研究維度，這表明這次新研究是人類向新的科學(xué)領(lǐng)域邁出了關(guān)鍵性的一大步。

打破3mm制程極限，成功研發(fā)二極管

眾所周知，芯片制程與性能的關(guān)系密切，目前能量產(chǎn)7nm芯片的廠商并不多，而有些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始研究3nm科技了。就在前不久，某科研團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家成功研發(fā)出0.7nm二硒化鎢二極管，這意味著這項(xiàng)技術(shù)可能打破半導(dǎo)體的3nm制程極限，芯片可以容納更多的二極管。這次0.7nm的二硒化鎢二極管研發(fā)成功，將為業(yè)界看衰半導(dǎo)體制程的人們一顆強(qiáng)心針，具有非常重要的意義。