10大最具生命力技術(shù)

     過(guò)去的30年里，各種新技術(shù)如過(guò)眼煙云、層出不窮，但是這10大創(chuàng)新技術(shù)實(shí)實(shí)在在地征服了世界   
       從通俗文化的觀點(diǎn)來(lái)看，1975年就是一個(gè)大雜燴。從技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看，1975年就不是那么復(fù)雜了：這一年，名叫Jobs和Wozniak的年輕人正在硅谷的一間車庫(kù)擺弄著電路板和各種元件。接下來(lái)就是名叫蓋茨的年輕人，他從斯坦福大學(xué)退學(xué)，專心研究自己心愛的代碼并開辦了一家公司，正是這家公司的不斷發(fā)展壯大最終改變了商業(yè)發(fā)展的歷史。 
       事實(shí)上，處于尼克松總統(tǒng)辭職和美國(guó)建國(guó)200周年之間的1975年，標(biāo)志著電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)一個(gè)令人興奮的新時(shí)代的開始，它以自己獨(dú)特的方式演繹著與20世紀(jì)60年代社會(huì)和藝術(shù)變革相類似的基礎(chǔ)性革命。 
       目前距離那個(gè)讓人激動(dòng)的年代已有30年了。30年間，各種新技術(shù)層出不窮，但是大多數(shù)都只是過(guò)眼煙云而已，只有少數(shù)一些具有強(qiáng)大的生命力。而這其中，又只有極少數(shù)的幾種技術(shù)堪稱真正改變了我們的日常生活。以下是美國(guó)著名的《Electronic Business》雜志評(píng)選的十大最具生命力技術(shù)。 
       手機(jī) 
       設(shè)想一下，沒有手機(jī)的世界與沒有汽車和電視的生活情形何其相似。“手機(jī)是一項(xiàng)極為完美地契合了大眾需求的技術(shù)，”EB母公司下屬的技術(shù)研究公司In-Stat的首席分析師Alan Nogee說(shuō)，“人們喜歡交流，而手機(jī)的出現(xiàn)讓他們可以隨時(shí)隨地滿足愿望?！?nbsp;
       1973年4月3日，當(dāng)時(shí)任摩托羅拉公司通信系統(tǒng)部總經(jīng)理的Martin Cooper撥通了貝爾實(shí)驗(yàn)室的電話時(shí)，世界上第一次手機(jī)通話成為現(xiàn)實(shí)。在1983年開始提供商用手機(jī)服務(wù)時(shí)，Cooper最初像鞋盒一樣重達(dá)30盎司的手機(jī)已經(jīng)演變?yōu)槟ν辛_拉重為16盎司的DynaTAC型手機(jī)，不過(guò)當(dāng)時(shí)售價(jià)高達(dá)3,500美元。此后七年內(nèi)，美國(guó)手機(jī)用戶就達(dá)到了100萬(wàn)戶。如今，全球手機(jī)用戶已經(jīng)超過(guò)固定電話用戶，與此同時(shí)，手機(jī)重量也只有3盎司了。 
       如今，3G寬帶網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)正將手機(jī)從單純的語(yǔ)音通話工具轉(zhuǎn)變?yōu)樵试S使用者收發(fā)圖片和視頻并享受一系列高速面向數(shù)據(jù)的服務(wù)的多媒體手機(jī)。這種趨勢(shì)的到來(lái)為從處理器制造商到顯示和音頻子系統(tǒng)制造商的很多電子元器件賣主帶來(lái)了新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。 
       CMOS 
       仙童半導(dǎo)體公司的FrankWanlass發(fā)明了互補(bǔ)型MOS（CMOS）技術(shù)。在20世紀(jì)60年代早期，Wanlass認(rèn)識(shí)到負(fù)極通道MOS(NMOS)和正極通道MOS (PMOS)的互補(bǔ)電路只需很小的電流。經(jīng)過(guò)一些熔補(bǔ)，他制作出了可以將備用功耗減少六個(gè)數(shù)量級(jí)的CMOS電路，堪與雙極性邏輯門相媲美。1967年12月5日，Wanlass被授予3,356,858號(hào)美國(guó)專利“低備用功耗互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)電路”。 
       然而，雖然擁有很大潛力，Wanlass的發(fā)明還是不得不等待數(shù)年才得以真正地大規(guī)模應(yīng)用。20世紀(jì)70年中期開始的技術(shù)革命要求芯片兼具大功率和低功耗，CMOS集成電路提供了理想的解決方案。“實(shí)際上，數(shù)字手表是CMOS技術(shù)第一個(gè)真正重要的應(yīng)用產(chǎn)品，”半導(dǎo)體行業(yè)研究公司Insight64的首席分析師Nathan Brookwood說(shuō)。如今，CMOS技術(shù)已經(jīng)成為絕大多數(shù)高密度集成電路制造的基礎(chǔ)。 
       因?yàn)楣母?，CMOS設(shè)備可以運(yùn)行在比同級(jí)別雙極器件更低的溫度上。雖然是低功耗技術(shù)，CMOS技術(shù)依然會(huì)散發(fā)一些熱量。因此，隨著芯片密度的增加，芯片制造商如今面臨著與此前雙極器件同樣的問(wèn)題。研究公司iSuppli的首席分析師Len Jelinek說(shuō)：“雖然目前說(shuō)CMOS技術(shù)已經(jīng)走到生命周期的終點(diǎn)還為時(shí)過(guò)早，但是，確實(shí)有必要開始進(jìn)行新材料的研究，像緊縮硅，就將把我們帶到更高級(jí)別的功率和散熱平衡上?！?nbsp;
       結(jié)構(gòu)化ASIC 
       隨著技術(shù)革命將處理器應(yīng)用推向新的高度，對(duì)能夠根據(jù)特定用途進(jìn)行預(yù)配置的器件的需求量逐漸增加。這種“硬線的”技術(shù)通過(guò)消除不必要的修飾性、說(shuō)明性和其他類型的運(yùn)行開銷，來(lái)提高性能并削減成本。20世紀(jì)80年代早期ASIC的出現(xiàn)，使得從手機(jī)到音頻游戲控制器等產(chǎn)品制造商可以得到根據(jù)他們的特定需求而定制的芯片。 
       經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的強(qiáng)勢(shì)發(fā)展，傳統(tǒng)ASIC技術(shù)在21世紀(jì)早期讓位于其更新的改進(jìn)型版本：結(jié)構(gòu)化ASIC。與它的前輩一樣，結(jié)構(gòu)化ASIC同樣提供滿足特定應(yīng)用的架構(gòu)，同樣以低成本提供高性能。然而不同的是，通過(guò)可配置設(shè)計(jì)以不同的方式進(jìn)行芯片功能單元的再連接允許芯片結(jié)構(gòu)的改變。技術(shù)研究公司Allied Business Intelligence的研究主管Alan Varghese說(shuō)：“結(jié)構(gòu)化ASIC擁有ASIC的優(yōu)勢(shì)，但是客戶可以對(duì)其進(jìn)行再配置的特點(diǎn)又使結(jié)構(gòu)化ASIC具備一些處理器具備的優(yōu)勢(shì)?！?nbsp;
       結(jié)構(gòu)化ASIC的架構(gòu)決定可配置的程度。假如只需要輕微的修改，器件可以被設(shè)計(jì)為只具有最小化的可配置性并無(wú)需增加太多成本。假如要求廣泛的靈活性，ASIC可以被設(shè)計(jì)為擁有更多的可配置性，當(dāng)然成本更高一些。 
      技術(shù)研究公司Frost & Sullivan的分析師Aditya Prasad對(duì)ASIC可以繼續(xù)發(fā)展以滿足未來(lái)需求持樂觀態(tài)度?！敖K端用戶市場(chǎng)的增長(zhǎng)將使ASIC成為焦點(diǎn)?！?nbsp;
       EDA 軟件 
       20世紀(jì)70年代創(chuàng)建日益復(fù)雜的電路的需求預(yù)示著將超過(guò)工程師“手工”設(shè)計(jì)能力的極限。幸運(yùn)的是，隨著EDA工具的出現(xiàn)，技術(shù)本身解決了這一問(wèn)題。 
       EDA軟件使用計(jì)算機(jī)來(lái)創(chuàng)建、驗(yàn)證并仿真一塊芯片或者一塊PCB上的電路的性能。EDA或許是過(guò)去30年產(chǎn)生的各種新技術(shù)中最重要的一種，因?yàn)闆]有EDA，幾乎將不可能設(shè)計(jì)現(xiàn)代電子器件所需的高密度復(fù)雜電路 
。Insight64的Brookwood說(shuō)：“這就好比由手寫到PC輸入的變革那樣重要?！?nbsp;
       EDA已經(jīng)經(jīng)歷了幾個(gè)不同的階段，包括門級(jí)工具和RTL技術(shù)。“如今，我們正走向電子系統(tǒng)級(jí)水平，”技術(shù)研究公司Gartner的首席EDA分析師Gary Smith說(shuō)，“這實(shí)現(xiàn)了電子硬件和軟件的同步設(shè)計(jì)?！?nbsp;
       說(shuō)EDA非常重要似乎還不足以體現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的重要性。Smith說(shuō)：“所有產(chǎn)品都是從設(shè)計(jì)開始的，沒有EDA工具，電子市場(chǎng)將不復(fù)存在?！?nbsp;
       FPGA 
       雖然20世紀(jì)60年代就首次出現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)化計(jì)算”的概念，但是第一款真正的商用FPGA器件直到1985年才出現(xiàn)。通過(guò)軟件結(jié)構(gòu)化互連方式進(jìn)行邏輯塊單元的連接，F(xiàn)PGA本質(zhì)上為程序師提供了一個(gè)空白的模板允許他們自由地構(gòu)建芯片。早期的FPGA只包含幾個(gè)邏輯單元，需要以秒為單位來(lái)進(jìn)行再配置。如今，F(xiàn)PGA可以包含幾十萬(wàn)個(gè)邏輯單元，只需微秒級(jí)就可完成再配置。 
       FPGA的發(fā)展遵循著摩爾定律的基本原則：嵌在一塊芯片上的邏輯單元每18個(gè)月就要翻一番。不久，F(xiàn)PGA就將擁有數(shù)百萬(wàn)個(gè)邏輯單元，使得它們可以擁有足夠強(qiáng)大的能力經(jīng)濟(jì)地完成大規(guī)模計(jì)算任務(wù)。FPGA還催生了芯片的完全競(jìng)爭(zhēng)，加速了ASIC的生產(chǎn)流程進(jìn)步。 
       Photolithography（光刻技術(shù)） 
       光刻技術(shù)——與在暗室沖洗底片相似的流程，其根源甚至可以追溯到19世紀(jì)早期的攝影術(shù)。在當(dāng)今的芯片制造流程中，光刻技術(shù)將光掩模（與照相過(guò)程中的底片相似）上的范式圖像移到晶片底層的表面上。20世紀(jì)70年代中期，投影放大印刷術(shù)和正性膠技術(shù)的結(jié)合徹底改變了芯片制造流程中的光刻技術(shù)。隨著掩模和晶片不再進(jìn)行接觸，瑕疵率明顯降低，極大地增加了芯片產(chǎn)量。 
       1979年，GCA開發(fā)出了一種用于晶片曝光的分布重復(fù)光刻技術(shù)，此舉帶來(lái)了日益增加的分辨率，并且為線寬的不斷縮小鋪平了道路。這種技術(shù)的出現(xiàn)以及從可見光到紫外線光波波長(zhǎng)的不斷減小，推動(dòng)著芯片制造向越來(lái)越多更好的工藝技術(shù)的快速轉(zhuǎn)變，并且這種轉(zhuǎn)變一直持續(xù)到今天。 
       RFID技術(shù) 
       在第二次世界大戰(zhàn)期間，英國(guó)迫切需要能夠識(shí)別飛越英吉利海峽上空的飛機(jī)的技術(shù)，因?yàn)樗麄儽仨殞⒈緡?guó)返航的飛機(jī)和敵機(jī)區(qū)別開來(lái)。因此，當(dāng)時(shí)盟軍飛機(jī)上都安裝了一個(gè)無(wú)線電應(yīng)答器用來(lái)對(duì)詢問(wèn)信號(hào)——“辨別：朋友或敵人（IFF）”做出肯定的回應(yīng)，RFID技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生了。 
       直到20世紀(jì)80年代，RFID技術(shù)依然像最初一樣只是用于航空領(lǐng)域。直到微電子學(xué)縮小了標(biāo)簽的尺寸和價(jià)格，使其可以經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用于工業(yè)裝配線時(shí)，這種情況才有所改觀。隨著成本的降低，到了21世紀(jì)初，RFID可以被直接應(yīng)用在運(yùn)輸中的貨柜甚至是單個(gè)產(chǎn)品上。這項(xiàng)技術(shù)還被用于追蹤孩子和住院患者等人群。 
       除了技術(shù)上的改進(jìn)之外，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的推進(jìn)也幫助RFID技術(shù)走向主流應(yīng)用?！皬穆槭±砉W(xué)院的汽車ID中心到領(lǐng)先的供應(yīng)鏈玩家沃爾瑪特等各類機(jī)構(gòu)都在推動(dòng)RFID的標(biāo)準(zhǔn)化和普及方面起到了重要的作用，”研究公司Yankee Group的高級(jí)無(wú)線業(yè)務(wù)分析師Marcus Torchia說(shuō)，“RFID技術(shù)正在朝著與條形碼技術(shù)同樣無(wú)所不在的方向快速發(fā)展。” 
       RISC 處理器 
       20世紀(jì)70年代中期，改進(jìn)的性能檢測(cè)工具顯示，當(dāng)時(shí)居于統(tǒng)治地位的基于CISC（復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)）系統(tǒng)的大部分應(yīng)用執(zhí)行都是由一些簡(jiǎn)單的指令來(lái)完成的。而絕大多數(shù)指令都被證明很少用到。很快地，研究人員認(rèn)識(shí)到，可以使用編譯器來(lái)產(chǎn)生執(zhí)行復(fù)雜指令的軟件程序，而在當(dāng)時(shí)的CISC機(jī)器上，這項(xiàng)工作則是由硬件來(lái)完成的。 
       1975年10月，IBM公司的沃森研究中心開始了一項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃，并于四年后推出了32位RISC微處理器。與預(yù)計(jì)的相同，這款微處理器被證明比同級(jí)別CISC速度更快，此外，它的設(shè)計(jì)和制造成本更低。這些優(yōu)勢(shì)最終導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)性能和成本方面的一場(chǎng)革命。 
     雖然擁有眾多優(yōu)勢(shì)，RISC在面向視窗的PC/服務(wù)器市場(chǎng)并沒有取得太大進(jìn)展，原因在于這一市場(chǎng)的軟件兼容性問(wèn)題，英特爾公司的x86平臺(tái)更具優(yōu)勢(shì)。然而，這一情況正在慢慢改變，大多數(shù)最新的PC處理器，從英特爾公司的P6微型架構(gòu)開始，本質(zhì)上都與RISC器件功能相同，只是仿造CISC架構(gòu)而已。RISC在其他計(jì)算機(jī)市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)地位則是勿庸置疑的。如今，在工作站、手機(jī)和電腦游戲等市場(chǎng)，RISC技術(shù)擁有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。 
       SMT（表面貼裝技術(shù)） 
       在20世紀(jì)70年代末之前，像集成電路、晶體管和電阻器等電子元器件都被設(shè)計(jì)得更加適合手工裝配而非機(jī)器裝配。表面貼裝技術(shù)（SMT）的出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)了這種形勢(shì) 
。典型的表面貼裝元器件看起來(lái)像小金屬點(diǎn)一樣，通常使用小型金屬條進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，它們被直接焊接到印刷電路板的表面上，這一點(diǎn)與傳統(tǒng)元器件不同，后者通常有電線頭，并把它們穿過(guò)電路板孔焊接到電路板的背面?；诖?，表面封裝元器件通常盡可能地小而且輕。事實(shí)上，表面封裝元器件的大小和重量通常只是傳統(tǒng)線性元器件的十分之一到四分之一，而成本也只是后者的四分之一到一半。 
       表面貼裝技術(shù)的適時(shí)出現(xiàn)滿足了產(chǎn)品小型化趨勢(shì)提出的要求。除了更低的裝配成本之外，表面貼裝器件還允許工程師將更多的技術(shù)融入更小的波形因數(shù)中。你可以想象一下，假如你使用傳統(tǒng)元器件來(lái)制造iPod，它看起來(lái)將更像一個(gè)大盒子。 
       正如集成電路改變了分立元器件技術(shù)一樣，表面貼裝技術(shù)也給電路板裝配帶來(lái)了革命性影響。iSuppli公司的Jelinek說(shuō)：“它為如今我們使用的所有手持設(shè)備的出現(xiàn)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，原因很簡(jiǎn)單，那就是它們都需要減小封裝尺寸?！?nbsp;
       802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 
       幾年前，一提到“熱點(diǎn)”，人們更多地會(huì)想到令人激動(dòng)的餐館或者夜總會(huì)，而不是咖啡館或者賓館的房間。802.11無(wú)線局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)的出現(xiàn)改變了這一切。In-Stat公司的Alan Nogee說(shuō)：“在802.11出現(xiàn)之前的很長(zhǎng)時(shí)間，無(wú)線LAN技術(shù)就已經(jīng)出現(xiàn)了。然而，802.11是第一個(gè)真正將行業(yè)聚集起來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)，因此它開創(chuàng)了一個(gè)新的市場(chǎng)?！?nbsp;
       1999年批準(zhǔn)的IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)允許數(shù)據(jù)在空氣中以理論上以太網(wǎng)的速度傳輸：最高達(dá)到11 Mbps（雖然由于不同形式的電氣和物理干擾，在真實(shí)世界中數(shù)據(jù)傳輸速度通常只有這一數(shù)字的一半）。2000年早期，思科系統(tǒng)公司和朗訊科技公司等主流網(wǎng)絡(luò)賣主以及一些較小的公司迅速撲向802.11b標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致設(shè)備價(jià)格的迅速下降和此項(xiàng)技術(shù)的迅速普及。數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到54Mbps的新802.11標(biāo)準(zhǔn)——802.11g，進(jìn)一步增加了數(shù)據(jù)吞吐量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。而?shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到108Mbps的802.11n標(biāo)準(zhǔn)有望于2006年通過(guò)最終批準(zhǔn)。 
       802.11技術(shù)的未來(lái)發(fā)展幾乎是沒有止境的。雖然目前大多數(shù)802.11設(shè)備只是用于臺(tái)式電腦或者筆記本電腦，但是這項(xiàng)技術(shù)正迅速將應(yīng)用擴(kuò)展到IP電話、專用分組交換機(jī)、媒體播放器、電視和其他能夠利用文本、音頻或者視頻數(shù)據(jù)的產(chǎn)品?！芭c電、天然氣和電話一樣，無(wú)線LAN將是很有用的東西，” Nogee預(yù)言，“考慮到消費(fèi)者將在他們的家里或者辦公室進(jìn)行無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)接入，制造商將開發(fā)各種類型的無(wú)線LAN產(chǎn)品。