电子发烧友网最新前沿技术精彩赏析(一)

　　电子发烧友网讯：一个优秀的技术工程师不可能只是沉浸于一个狭小的技术领域中闭门造车，足够优秀的工程师总是能在工程设计中运用发散思维整合各种最新科技或前沿技术，打开创意产品设计之门，为通往优秀工程师之路上积聚点滴技术精华而添砖加瓦。为供电子发烧友网工程师读者参考之需，电子发烧友网整合了令人拍案叫绝的《电子发烧友网最新前沿技术精彩赏析》系列绝对新科技文章，本文为第一期，后期还将陆续推出其他相关系列，敬请留意。

　　一、风靡全球的各种隐身技术

　　回顾2006年哈利-波特曾在工程学领域中风靡一时。那一年杜克大学的一个团队建造了第一个用于物体隐身的基础装置，类似于巫师哈利波特的隐形斗篷。但是从电影中的技术上说，哈利波特现在已经过时了。在过去的6年里，科学家们已经超越了看不见的隐形技术：如果他们能够制造避开光波的斗篷，那么为什么不能设计出能避开声音甚至是海浪的材料呢？

　　一套完整的隐身斗篷目前正在设计当中，都是依靠原始模型的相同设计原理进行建造的。当我们察觉到一个物体的时候，事实上我们察觉到的是能量波动从物体上反弹出来的扰动。杜克大学设计的斗篷是由一种名为“超材料”的人造材料所打造，能够弯曲物体周围的光波来避免出现那样的扰动，让光波就像石头周围的溪流一样继续流动。毫无疑问的是，那种技术并不仅仅局限于光线。在最新的设计当中，将适用于各种各样的其它波动，有可能取消声音污染并且保护城市免受地震灾害。与此同时，科学家们继续从事最初的隐形概念研究，这项工作也引发了军 队监测部门的众多兴趣。

　　

　　工程材料打造的隐形斗篷能够弯曲物体周围的光线和其它能量波动

　　1、可见光隐形

　　技术：德国卡尔斯鲁厄大学托尔加-埃尔金和约阿希姆-费舍尔领导的一组物理学家去年第一次设计出一种能够弯曲光线的面料，制造出一件能够从任何角度避开人类视线的斗篷。

　　制造材料：一种坚硬的合成高分子材料组成的细小杆条，间距大约为350纳米（十亿分之一米），这种间隙小到足以改变可见光的光波。

　　如何工作：作为一次测试，研究人员们把斗篷放在一个平整的表面上并在中间留下了一个隆起。斗篷弯曲了隆起附近的照射光线并且把光线反射回来就好像光线照射在了一个平面上。观察者从来都不知道隆起的存在。

　　应用：目前这件斗篷只能够在平面上隐藏小的物体。但是最终，科学家们希望能够按比例放大并且能在太空中的任何地方隐藏更大的物体。美国国防高级研究计划局（Darpa）在2001年开始投资进行超材料研究，虽然并未透露具体的目的，但经销商当然会对能够隐藏士兵和军事装备的斗篷感兴趣。

　　2、声音斗篷

　　技术：去年杜克大学的工程师史蒂文-库莫尔领导的一个研究团队设计出一件斗篷能够让物体在声波中隐形。

　　制造材料：一毫米厚的塑料薄板组成的成叠薄板。（这些斗篷所包含的工程学技术不仅困难而且单调。）塑料板上的孔和排列能让斗篷改变声波。

　　如何工作：它隐藏物体的方式非常类似于埃尔金的隐身斗篷。库莫尔把有孔的塑料薄板放置在一块10厘米长的木块上。斗篷把传播向木块的声波弯曲了，因此声波就避开了斗篷区域似乎那里并不存在物体。如果这块木块有耳朵的话，它将听不到斗篷外的任何声响。

　　应用：音波斗篷能够纵向和横向控制音乐厅里的声波让每个座位都能得到完美的音响效果，或者阻挡隔壁工作间那些饶舌的同事所带来的噪音污染。这样的斗篷也能够让潜水艇躲过敌人的声纳检测，库莫尔把它认为是一个巨大的挑战，因为他不能把厚的塑料图层面板安装到军 队的潜水艇上。

　　3、地震隐形

　　技术：去年二月韩国木浦国立海洋大学的Sang-Hoon Kim和澳大利亚国立大学的穆昆达提出了地震隐形的蓝图，这种隐形能够建筑物免受地震危害。

　　制造材料：大量的巨大混凝土圆柱，直径在60-200英尺，每根柱子都钻有小孔来控制地震波。这些圆柱将被埋入地下，并且围绕建筑物的地基排列。

　　如何工作：地震波在地球上传播就像声波在空气中传播一样，因此这个理念类似于声音斗篷。不同之处是工程师不仅仅想控制建筑物周围的地震波，因为这样做结果会对其它建筑物造成损害。这就是使用厚混凝土的原因，当圆柱偏转地震波的时候，它们也承受了一些地震波的能量并且转化成热量和声音。被隐形的建筑物几乎不会震动，而它周围的建筑物将经历一场减弱之后的地震。

　　应用：目标是保护核反应堆、水坝、机场、政府机关以及其它敏感和基本的基础设施免受地震损坏。金博士期望与工程师们探讨并且很快建造出小规模的测试模型。

　　4、水中隐形

　　技术：去年杜克大学工程师亚罗斯拉夫-乌尔朱莫夫和大卫-史密斯提出一种方法使轮船在水中航行的时候隐身。

　　制造材料：小型引水叶片组成的网络和围绕在轮船底部的水泵。

　　如何工作：当轮船向前行驶的时候，它带着水一起前行并且在背后留下水纹。乌尔朱莫夫的奇妙装置将在船头抽上水来，在船上控制水流，并且在船尾放掉水。船后面的释放的水流将以船头水流相同的速度前行而且方向不变。结果就会使船在不干扰水流的情况下在水面上穿行。

　　应用：乌尔朱莫夫称轮船将至少十年内不会实现这一技术，但是其中的收益值得我们等待。隐身的轮船能够移动的更加迅速，因为周围的水带给它们很小的阻力。船尾没有痕迹也使它们更难以追踪。它听起来就像是某种能让海军官员流口水的东西，而正是海军以资金支持的方式在帮助杜克大学的研究。

　　二、美日科学家联合开发肥皂泡薄膜投影技术

　　一个由日本东京大学（University of Tokyo）、美国卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）和筑波大学（University of Tsukuba）的科学家组成的研究团队日前展示利用肥皂泡泡薄膜形成一种具动态纹理的视频投射显示器屏幕应用。

　　通过可控制屏幕透明度与表面状态的超音波振动方式，让这种肥皂泡薄膜具有背光且屏幕上还能显示动态影像。这种超音波改变了泡泡的表面张力，从而影响投射影像的视觉结构。

　　“我们利用结合两种胶状液的混合物开发出超薄且灵活的双向反射分布函数（BRDF）屏幕。过去针对动态BRDF显示器方面一直有多项研究投入。然而，我们的研究工作在许多方面都不一样。我们的薄膜屏幕可以利用超音波振动来控制。依据超音波的范围不同，就可以改变薄膜的透明度与表面状态，”东京大学落合阳一 （Yoichi Ochiai）由在其博客中写道。

　　　　

 

　　然而，这种显示器实际或理论上最大可达到多大的尺寸或分辨率仍无从得知。而这种由胶状液体制造出来的肥皂泡，落合也表示并不容易产生。

　　不过，根据实际的视频证据显示，这种肥皂泡薄膜具有强大的表面张力且具可塑性，能让潮湿物体穿过也不会被戳破或发生改变。此外，尽管制造过程仍具争议性，但其仅肥皂泡薄膜般的厚度可说是至今最轻且薄的。

　　这种肥皂泡显示方式还可支持多个屏幕同时使用，实现3D动态效果；预计这项技术将可扩展至视频影像与图片以外的广泛应用，为显示领域带来革命。性的变化。

　　落合及其研究小组们已在视频网站上发布这项肥皂泡显示器研究的视频短片。

　　三、谷歌大型数据中心的神经网络模拟技术启动

　　谷歌（Google）已经开始启用一种分布于该公司大型数据中心内的大规模神经网络（neural network）软件模拟技术，来研究标记数据和自主学习 （self-taught learning）之间的差异；谷歌的大型数据中心搭载了16，000颗处理器核心。来自斯坦福大学（Standford University）和谷歌公司的研究人员针对具有超过10亿个连接的模型进行了训练，经过一星期后，该网络已经能从网络视频影片辨识出其中的一只猫。

　　谷歌向来以其搜索引擎而闻名，该公司表示，自主学习神经网络的优势是在于他们不需要使用标记数据。例如，为一幅猫的影像添加标签，便是所谓的标记数据，但这种做法会消耗大量能源，而且让教学网络变得更加昂贵。

　　谷歌表示，未来该研究还可望拓展到图像识别以外的范围，包括语音识别和自然语言建模等应用研究。

　　

　　经过训练以后，网络中的一个神经元对猫有着极强烈的反应。/ 资料来源：g谷歌

　　“我们的假设是神经网络将学会去辨识这些影片中的共同目标。事实上，我们已经发现，一个人工神经元对猫的图片有着极强烈的反应。最特别一点，在于研究人员从未告诉该网络什么是猫，甚至从未替任何一幅猫的图案打上标记。而这个神经网络竟然从未标记过的YouTube影片中发现并注视着一只猫，谷歌研究员Jeff Dean说。

　　此外，谷歌也通过使用这种规模较大的神经网络，谷歌也通过将大量网络上的可用未标记影像和少数标记数据混合，并进行标准影像分类测试后，获得了70%的精确度改善结果。

　　谷歌的研究人员希望未来能进一步扩大网络规模，以确认性能是否会随着网络规模扩展而提升。Dean在他的博客中表示，目前的网络已经能支持十亿个连接，但仍远不及可支持约100兆个连接的人脑。

　　谷歌的研究人员已经在今年6月26日至7月1日于苏格兰爱丁堡举办的国际机器学习大会（International Conference on Machine Learning， ICML 2012）中，提出这份有关神经网络学习的论文。

　　四、无需磁性材料的新一代电动汽车马达有望诞生

　　一项由Cobham Technical Services和Jaguar Land-Rover以及工程顾问公司Ricardo UK联合进行、为期三年的研究专案，已经于日前展开，该专案旨在开发毋须再使用昂贵磁性材料的新一代电动汽车马达。

　　该计划名为“快速设计与开发切换式磁阻驱动马达”（Rapid Design and Development of a Switched Reluctance Traction Motor），总花费金额为150万英镑（约230万美元），其中一半由英国Technology Strategy Board /BIS支付，其余资金则来自于合作伙伴。

　　Cobham表示，该公司将专注于开发多重物理软件（multi-physics software），并研究其他合作伙伴提供的方法学，以针对高效率、轻量级电动汽车使用的驱动马达性能进行设计、模拟和分析，从而避免使用昂贵的磁性材料。Jaguar Land-Rover和Ricardo则表示，他们将使用这个软件工具来设计及制造切换式磁阻马达，将能满足未来的豪华型混合动力车设计需求。

　　Cobham Technical Services表示，该公司将再针对其既有的SRM功能进行开发，以便能为已获得广泛采用的Opera套件提供增强型工具，进而强化设计、有限元素模拟和分析等功能。另外，该公司也将研究整合旗下其他多重物理软件的可行性，希望能获得更精确的评估模组相关性能参数，如振动。

　　参与这项计划的合作伙伴们表示，他们打算寻找一种可替代昂贵稀土金属的方法，因为今天的稀土正日益短缺，且近年来成本已上扬近十倍。他们希望在这个为期三年的计划结束前能够改进设计工具和流程，以实现快速的设计，并加快生产脚步。

　　

　　Opera是一款用于对静态以及随时间变化的电磁场建模的套装软件，它还可用于像温度等相关领域的建模。这项专案的合作伙伴们表示，Opera针对切换式磁阻马达的电磁场模拟能力正在不断扩展中，进一步加快了高扭力密度模型的设计、分析和优化。

　　五、科学家利用基因工程制作芯片

　　科学家发现，基因工程可望成为在实验室内以人工制造半导体的关键──据报导，美国加州大学Santa Barbara分校的研究团队，正在尝试制造合成蛋白质，可形成二氧化硅新结构，用以生产芯片。

　　未来这种经过基因工程制作的芯片可运用于各种电子元件；该种蛋白质也可形成太阳能电池所需的二氧化钛。据了解，上述的基因工程方法与一般的基因工程略有不同；前者是采用由两种相关联的硅蛋白（silicatein）基因随机组成的合成细胞，内部充满随机突变，包覆着由微小塑胶珠粒所组成的细胞核。

　　科学家分析那些形成二氧化硅或是二氧化钛的人工细胞基因，发现不只有原始硅蛋白，还包括了其他的基因。对新发现的基因进行的测试显示，其内部有一种被命名为X1硅蛋白的硅成分蛋白，可望有助于制作硅蛋白纤维的折叠架构。

　　

　　涂上伪色的硅骨架放射虫（radiolaria）

　　以上的基因工程研究发现也许听起来有些奇怪与复杂，但该信息值得注意的是，在自然界中包括海绵等生物也可用来生产像是玻璃纤维那样的材料，甚至可以用某种细菌制作出磁性纳米粒子。现在科学家已经发现制造完全不同硅蛋白的方法，下一步将是改变其特性，以生产出具备半导体性能的新元件。

　　六、Senseye技术展示：用眼神玩切水果

　　日前，国外开发者展示了一个名为Senseye的技术，与体感所不同的是，该技术是让玩家用眼神来操作游戏，从而将双手解放出来。从演示的视频可以看出，玩家坐在游戏机前一动不动，通过这项Senseye技术，用眼神就能切掉一个个乱飞的水果。

　　视频中演示工程师称“不能看那些Bomb”，这让该技术展示显得有些可爱了，笔者想“非礼勿视”这个词用在这里很是贴切，“所见即所得”在Senseye技术的诠释下野显得更为真切和直接。

　　其实，去年年底时就有新闻报道称，丹麦哥本哈根的一个研究团队正在开发一种名为Senseye的技术。通过Senseye，用户可以通过眼球的运动来控制手机。

　　该团队开发的技术能够利用手机的前置摄像头来跟踪用户的眼球运动。用户随后可以通过眼球运动来控制手机，例如发送短信和玩游戏，而不必再用手指操作手机。

　　该团队还提供了一个开发者接口，使第三方应用也可以使用Senseye。该团队希望通过向其他厂商提供这种技术的授权来获得营收，同时使该技术被集成至手机操作系统中。

　　该技术源自一个开源的眼球跟踪技术项目ITU Gaze Tracker，该项目致力于为残疾人士设计系统界面。Senseye的原型产品在今年6月的哥本哈根移动创业周中被展出。随后，该项目获得了ABB全球创新大奖，并在瑞典的Global Idea2Product大赛中获得第一。

　　七、美科学家展示活体病毒电池原型

　　科学家们已经发现了一种能运用基因工程让活体病毒具备压电特性的方法，这些病毒将能通过自组装成为阵列，并产生足以驱动小型电子装置的电力。在科学家们展示的原型中，一个在背面带有病毒阵列的按钮便可产生足供液晶显示器使用的电力。

　　美国能源部（DoE）旗下的劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratories）希望进一步扩展其研究，他们在薄片上成长纳米级压电病毒阵列，并表示可运用人们日常生活的各种运动，例如散步，来为各种移动装置供电，完全不需要使用电池。

　　每一只病毒──技术名词为噬菌体（bacteriophage）──尺寸都仅有880nm（长）x6.6nm（直径），并涂覆了带电的蛋白质，使其具有压电特性。之后在一端加上带负电荷的氨基酸来制作电极，让这些病毒具备提高电压的潜力，当它们变形时，便能为电子电路提供电力。在实际应用中，20层充满着病毒的堆叠材料可产生驱动装置所需的足够电流。在其中包含着充满病毒的薄片的镀金电极，可从一平方公分大小的压电材料产生足以驱动LCD显示器的能量── 约可在400mV时产生600nA电流。

　　

　　运用遗传工程制造的病毒在每一端都具有电极，当它们变形时，便可能产生电压。/资料来源：劳伦斯伯克莱国家实验室

　　最终，这种活体病毒发电机可以内置在一般采用自组装方式振动的任何设备中，使其可在所需时生长病毒。该研究是由柏克利实验室教授Seung-Wuk Lee和他的同事Ramamoorthy Ramesh和Byung Yang Lee共同进行。

　　八、脑电波控制的机械手臂技术升级

　　研究人员表示一个以思维为动力的机械手臂可以帮助残疾患者独立完成一些伸手可及的事情。在一项新的研究中，两个几乎全身瘫痪的病人只用他们大脑信号的指示就能通过机械手臂够到并抓起小球和装有咖啡的水壶。科学家又向恢复脊髓受伤、失去四肢和因为其他条件行动受限的人的行动能力前进了一步。

　　动物和机器之间的思维结合并不新奇，自从上个世纪70年代以来研究人员就一直在进行着各种尝试。在过去对大脑机器接口的研究中，曾使猴子能够控制机械手臂和使瘫痪的病人控制屏幕上的光标。但研究人员不知道人类能否控制机械手臂出色地完成一些更复杂的动作，比如在三维空间中运动或在不移动物体的情况下用适当的力道抓住它。

　　

　　这个电极被称为“大脑之门”，能读取脑电波并发送到电脑上将其转化成指令。这些指令能够使瘫痪的病人通过思维控制机械手臂。

　　美国布朗大学的神经学家约翰多诺霍（John Donoghue）曾领导过用思维控制光标的实验，他和他的同事测试了两个患有闭锁综合症病人的思维。“S3”，一位58岁的女士，因15年前脑干受损失去了活动和说话的能力。“T2”，一位66岁的男士，在2006年同样因为脑干受损，如今只有头部和眼睛能活动。

　　

　　S3，一个患有闭锁综合症的病人，通过她的思维操纵机械手臂，15年来第一次端起了自己的咖啡。

　　大脑皮质区是控制随意运动的地方，每个病人在其运动皮质区都被注入了婴儿服用的阿司匹林药片大小的一排电极。这个电极系被称为“大脑之门”，它能读取大脑信号并通过电线发送到电脑，电脑再将这些信号转化成指令。一个确切的活动指令能告诉机械手臂向左或向右移动，另一个则控制向上或向下。校正装置、适应病人的大脑大概需要半个小时，病人并没有事先经受练习使用机械手臂的训练。

　　通过用自己的思维控制机械手臂，S3和T2能伸手接触直径6厘米的小球，在超过200次的尝试中命中率在49%~95%，成功接触的情况下有三分之二能成功抓取。S3还能从桌子上举起瓶子拿到唇边，并通过吸管小口啜饮瓶中的咖啡。

　　“这是15年来第一次她可以自己喝东西。”研究者、美国麻省综合医院的神经学家雷。霍茨伯格（Leigh Hochberg）说，“她脸上的笑容将令我和我的同事永生难忘。”该研究 发表在5月16日的《自然》上。这项技术能帮助大脑或脊髓受损的病人恢复部分日常活动所需的行动能力。研究人员承认植入S3的电极5年来的确有一些退化，但它仍然完全具有记录大脑活动并控制机械手臂的能力。这也减轻了对移植入脑时间过长导致信号读取能力退化的焦虑。

　　英国诺卡斯尔大学的神经学家安德鲁。杰克逊（Andrew Jackson）并未参加此项研究，杰克逊说，“这是一个相当的进步，也是一个很好的范例，为什么基础科学如此重要，因为它引领着能显著改善病人生活质量的应用。”

　　九、UBM解析IMFT的20nm 64Gbit MLC NAND

　　NAND 闪存在半导体市场的成功主要得益于移动电话和平板电脑市场持续且巨大的成长，以及在电脑中采用高性能固态硬盘（SSD）取代通用硬盘的普及率提升。正如英特尔和美光公司去年的共同声明一样，通过采用最新20nm制造技术加上单元架构中的突破性概念，可望实现具有Tb级容量、由多个芯片简单堆叠组成的 NAND闪存产品。

　　在过去几年中，NAND闪存已达到了商用存储器所能实现的最高密度，这可归功于其卓越的实体可扩展性和每单元2或3位元的多级单元（MLC）技术。然而，由于近来便携式电子设备对于NAND闪存的强大需求，导致NAND元件结构持续显著微缩，以实现更高密度、更快速度以及更低的位元成本。这对于采用传统架构的次20nm浮栅闪存单元来说，NAND闪存中单元尺寸的显著微缩将面临重大的阻碍。

　　针对上述的挑战，英特尔和美光公司共同成立了一家名为IM Flash Technologies（IMFT）的合资公司，专门进行工艺开发，并积极寻求NAND单元缩小的方法，终于成功地首次使用20nm设计规则开发并制造出高密度多级NAND闪存。IMFT还开发了一种创新的存储器结构，并导入了全平面化的浮栅单元设计。

　　IMFT常被视为NAND闪存工艺的主导公司，目前它已推出整合高k值/金属栅（HKMG）堆叠的单元平面化技术，这种技术能够有效地克服由于转向20nm节点或更先进工艺时导致的诸多实体和电气微缩挑战。

　　为了更进一步了解先进工艺技术和创新单元架构，UBM TechInsights公司最近对IMFT公司的20nm 64Gbit MLC NAND进行了分析。

　　通过在64Gbit MLC NAND闪存生产中导入20nm工艺技术，IMFT将自己定位为实现新工艺节点的主导厂商。由于芯片尺寸只有117mm2，这种NAND元件的面积与IMFT现有的25nm 64Gbit NAND闪存相较减少了近30%。IMFT的64Gbit NAND闪存采用单一的多层金属栅和三层金属层制造，并采用48接脚的TSOP无铅封装供货。这种64Gbit的闪存芯片被分成具有单边焊垫排列的4个库，存储器面积效率为52%，约相当于以前芯片面积为162mm2、25nm 64Gbit NAND元件的效率。

　　在传统的NAND浮栅单元中，控制栅（CG）和多晶硅间电介质 （IPD）围绕着浮栅（FG）布置，耦合因子很大程度上依赖于浮栅侧边，如图所示。

　　

　　图一：传统浮栅NAND（IMFT的25nm NAND闪存）

　　深入探索

　　对于20nm及更先进的技术节点来说，单元间距已经太窄而无法再于浮栅间插入控制栅。因此NAND闪存必须透过消除控制栅－浮栅环绕结构，以便采用平面单元配置。

　　基于电荷撷取的闪存（CTF）由于采用平面单元结构，一向被认为是可行的替代方案。但遗憾的是至今还未能见到成功的NAND生产案例。考虑到所有这些因素，将金属作为控制栅并结合在更薄浮栅上堆叠高k值栅间电介质（IGD）将成为采用现有浮栅NAND闪存技术持续缩小20nm以下节点NAND闪存的可能解决方案。

　　工艺关键技术和新闪存单元结构

　　IMFT采用全平面单元架构的20nm技术以及先进的关键工艺，已经克服了在小型闪存元件中多项传统浮栅单元架构的关键问题：

　　●控制栅（CG）多晶硅填充缩小了相邻浮栅间的距离

　　●单元到单元干扰

　　●IPD的微缩限制和更小的CG到FG耦合比

　　为了制造20nm NAND单元，在一些重要的微影步骤中必须采用先进的单元间距缩小技术（如双倍图案技术）。为了形成20nm以下节点设计规则的图案，也必须建置四倍图案形成技术，以克服193nm ArF浸入式双倍图案方法的限制。然而，这仍然是一种较不实际的方法，因为解决这种问题所需的超紫外曝光（EUV）工具对于闪存生产来说仍然过于昂贵。对于这种NAND元件来说，字线和位元线方向尺寸均约为40nm的单一闪存单元占用的实体单元面积为0.0017 um2。因此这种单元最可能成为NAND生产的最小单元。在这种NAND元件中已经实现了平面浮栅结构，同时还有多晶硅浮栅、高k IGD堆叠和金属控制栅。

　　
　
　图二：平面浮栅NAND（IMFT的20nm NAND闪存）

　　对于新的单元结构来说，氧-氮-氧（ONO）IGD层被高k电介质堆叠所取代，从而恢复平面单元结构中应减少的FG到CG耦合比。同时也可以采用更薄的多晶硅浮栅技术来降低单元到单元的干扰。基于金属栅的字线是透过使用硬光罩层蚀刻多个栅堆叠进行定义的。由于单元间距显著缩小，单元间电容耦合的增加将成为一个严重的问题，因为增加的单元到单元干扰将导致单元性能退化和可靠性问题。为了克服这些问题，单元栅和金属位元线都采用一种气隙隔离工艺。气隙结构据称可作为低介电常数的间隙填充材料。位元线的触点则形成一种交叉布局，以实现更好的微影效益，以及具有68条字线的NAND串。

　　就IMFT的20nm MLC NAND闪存来说，新单元架构结合关键整合技术相当具有前景，可望透过更积极的单元微缩，进一步扩展传统浮栅闪存的生命周期。然而，随着浮栅几何尺寸进一步减少，所撷取到的电子将急剧减少，从而可能导致在1x-nm MLC NAND闪存中需控制20个以下的电子。由于主流行动应用中的微缩要求以及可靠性的挑战更高得多，使得创新元件概念或替代性存储器解决方案（如IMFT最新NAND闪存元件中使用的方案）已经准备好在不久的将来取代NAND闪存之故。

　　举例来说，在这种NAND中见到的CTF加上3D配置，即可视为近期现有平面NAND闪存技术的可替代方案，而各种大量新的存储器概念正兴起中，并竞相作为NAND闪存的替代方案。浮栅NAND闪存目前尚未达到瓶颈，但最终也将达到微缩极限。让人十分感兴趣的是，IMFT和其它闪存制造商未来在共同克服这些微缩限制时将有何转变。

　　十、利用细菌和脚底运动发电的“鞋底发电机”诞生

　　据国外媒体报道，想象一下，将轻薄与纸的发电机嵌入鞋底，当你走路时身上的手机即会充电，那该多好。这一未来化的情景将要成为现实。

　　据科学家介绍说，多亏了一种如纸张般厚的微型发电机，将其安装于鞋子里，这样人们行走的每一步将能被转化成电能，这种设备可以将人们步子的机械力转化成动力。

　　美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的科学家们已开发出一种技术，发电时，可以利用无害的病毒，把机械能转换成电能，科学家表示，这项技术应引起大家的重视，因为这是世界上第一台有生命的发电机，它是利用工程病原体将外力转化成电能。

　　


　　新设计发电机可在走路中发电

　　在不久的将来，这项技术可能应用于为一切便携式设备充电，如手机可以用脚步来充电；房间内的照明系统可以用一些镶嵌于门内的发电板来供电。

　　科学家们已经基于微生物发电技术制造了一部小型发电机，并通过这部发电机产出了足够的电流来使一个小型的液晶显示器工作。实验内容是将手指按压于外面包衣有特殊工程病原体的电极上，这些电极只有邮票般大小，然后这些基因工程病原体将手指的按压力转化成电能。

　　专家称，这是第一台具有压电性质的生物材料产电能的发电机，这个里程碑式的发明，这项技术将催生一系列的微设备，这些设备可以将人们日常生活中产生各项“震动”转化成电能，如关门、上楼等。病毒自身可进入一个有序的薄膜中以驱动发电机工作，利用工程病毒来发电也为制造一些微型设备指明了一条更简易的道路。在挑剔的纳米技术世界里，自组装是很受追捧的目标。

　　来自伯克利实验室院物理生物科学部的科学家兼加州大学伯克利分校（UC Berkeley）生物工程学副教授李承旭（Seung-Wuk Lee）说，“我们还需要更多的研究，但是，我们的研究很有前途，这是迈出了第一步，可开发个人发电机、驱动器，用于纳米器件以及其他设备，采用的是病毒电子装置。”

　　李承旭和他的同事们想知道，病毒研究实验室在全世界都有，是否可提供一种更好的办法。 M13噬菌体（M13 bacteriophage）只攻击细菌，对人体无害。因为是病毒，所以，它在几个小时内就可以自我复制出数以百万计，所以，总是有稳定的供应。很容易进行基因工程设计。数量庞大的杆状病毒会自然地进行自我排列，形成整齐有序的薄膜，很像筷子整齐地对齐，码放在盒子里。

　　

　　将轻薄与纸的发电机嵌入鞋底

　　科学家们进一步增强了这种系统，他们堆叠薄膜，这些薄膜包含单层病毒，彼此堆叠起来。他们发现，堆叠约20层，会产生最强的压电效应。剩下唯一需要做的，就是示范试验，所以，科学家制作了基于病毒的压电能量发生器。他们创造条件，用遗传工程设计病毒，使它们可自发组织，形成多层膜，尺寸约一平方厘米。这种薄膜随后被夹在两个镀金电极之间，用电线连接到液晶显示器。

　　压力施加到发电机上时，会产生高达6纳安的电流和400毫伏的电势。这电流就足够多，可以在屏幕上闪烁数字“1”，电压大约是一节3A电池的四分之一。

　　李承旭说，“我们现在正在研究一些方法，以改善这种原理循证示范。” “因为有这种生物技术工具，就可以大规模生产转基因病毒，这些压电材料采用病毒，可提供一条简单的途径，制备未来的新型微电子装置。”