展望2015改变世界的十大技术发展趋势

《展望2015改变世界的十大技术发展趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、展望2015：改變未來世界的十大技術趨勢上網時間：2015年01丿］06H2014年彷彿一眨眼就過去了，然而，工程師們在這轉瞬間已經取得了一些重大的成就。從無面板(faceless)的測試儀器到氮化錄(GaN)與其他新式半導體材料、嵌入式安全、可穿戴式裝置、在太空中實現3D列印，以及智慧照明與智慧汽車等，2014年的創新已經讓整個科技時代向前進展至一個更新的高度了。邁向2015年，我們同樣期待更多的創新與進步。今年，《電子工程專輯》(EETimes)與《電子技術設計》(EDN)的編輯群攜手合作，深入探索在2015年的一些熱門技術，這些技術

2、將塑造明年以及未來的重要技術趨勢。氮化錄：新時代的一線曙光?隨著設計變得越來越複雜，工程師不斷尋找更新的半導體材料。氮化M(GaN)材料在近年來逐漸穩定立足於RF/微波應用，接卜'來還能用在哪些方面？它乂存在哪些侷限？根據MarketsandMarkets的報告指!Jj,“在2014年至2022年的8年內,整個氮化錄半導體市場的複合年成長率(CAGR)預計為22.2%,而在功率半導體元件市場的CAGR成長更加強勁，預計成長超過60.5%o”相較於矽和础化執GaAs),氮化錄在功率密度和功率電平方面更具優勢，但本身也存在技術限制。TriQu

3、int基礎設施和國防產品研究資深總監DouglasH.Reep指出，GaN功率電晶體能夠達到＞10W/mm的功率密度以及超過500W功率級，然而，“氮化錄技術的限制就在於其基本材料性能的限制，以及我們思考如何利用它們的創造力。”Reep表示，氮化錄的研發經常著重在半導鹘和封裝階段的熱管理。至於高壓元件，GaNSystems公司最近發佈五款針對高速系統設計最佳化的650VGaN電晶體。這些650V元件具有反向電流的能力、零反向恢復充電以及電源感知等功能。然而，目前的技術限制在於保持可靠性的同時也必須提高工作電壓,MACOM公司資深技術研究員

4、TimBoles強調必須提高電壓偏置才能實現更高的功率附加效率(PAE)和增加功率密度。GaNSystems總裁GirvanPatterson則認為擊穿電壓是氮化錄的關鍵。透過在碳化矽上使用氮化錄，該公司已能在實驗室中獲得超過2,000V的電壓。然而，他指出，在當前基於矽的GaN技術結構，擊穿電壓仍受到垂直擊穿的限制。此外，還有熱量。ElementSix技術公司防禦和航空航太業務主管FelixEjeckam提到，氮化錄電晶體冃前尚未能達到原始功率密度的最大值，除非熱量能從發熱結處被成功地釋放出來，才能真正改善功率、效率、尺寸/重量和可靠性

5、等參數。如今，進行GaN研究工作的人很少將它僅僅看做是矽或神化嫁替代品，而是一種可在新應用中發揮作用的獨特材料，特別是在高頻率、高電壓和高功率密度的應用領域中帶來極具研究前景的材料。此外,增強型GaN電晶體表現出高耐輻射性能，從而適用於通訊和科學衛星的功率和通訊系統。Patterson認為，氮化錄的應用領域十分龐大，包括在替代能源市場的高效電源轉換、電動和混合動力車、交通運輸以及高效率的電源的應用，在利用氮化錄後可實現高達99%的效率。此外，他並預計“在未來12個月內可望看到比現在電視更輕薄的新•代電視上市，這就是因為利用了GaN功率電品

6、體帶來顯著節省空間的效果。”為了充分實現氮化錄半導體的潛在性能，電晶騁製程工程師不斷地致力克服熱阻障的問題。近來，一種合成的鑽石基板止成為克服這種挑戰的有力解決方案，它能夠取代一般以矽晶(Si)或碳化矽(SiC)製造的整個氮化錄基板，從而在不久的將來提供更人的潛力。以電子產品應用而言，合成的鑽石比天然鑽石更好。因為電子電路和IC故障的最主要因素就是'熱'。近期可能受益於這種鑽石材料的一些關鍵領域包括熱管理、光電元件、感測器、高功率或高壓元件、量了/磁力和輻射探測器等。Triquint公司已經利用這種新式材料開發出RF功率放大器，用於雷達、

7、衛星通訊與蜂巢式基地台。ElementSix公司則開發以化學氣相沉積(CVD)的鑽石材料，可實現較銅、SiC或鋁更高3/0倍的導熱能力。目前以鑽石為基板的氮化錄材料正量產中。95・085.075.065.0665.0145,035.025.015.000.511522.533.544.555.5P(W/mm)來源：ElementSix圖1:以鑽石為基板的氮化錄材料可提升3倍以上的散熱性能。氮化錄在廣泛的應用範圍內存在很大的潛力，但就像其它技術一樣,也存在有待克服的障礙，特別是成木。此外，在改善熱處理與整合度後，氮化錄可望進一步提升性能。因

8、此，或許氮化錠還需要一點時間來證明它的價值、可靠性和壽命，讓工程師更有信心選擇作為未來設計的方向。無面板測試儀器設計趨勢抬頭從射頻(RF)測試設備到通用基台測試儀，2014年可說是一個以軟體定