纳米技术的核心范文

时间:2023-12-01 17:22:00

纳米技术的核心

纳米技术的核心篇1

就在业界为摩尔定律即将失效而担忧时,英特尔工程师们用最新发明证明了它还具有长久的生命力。

11月16日下午,英特尔在北京、广州同步向中国市场正式推出基于45纳米工艺制程的Penryn平台和16款商用处理器。英特尔提供的资料显示,45纳米处理器因为采用了一种新型的材料“铪”而有效地解决了芯片的漏电问题,使得晶体管的密度更高、功耗更低从而性能也更加的强大。甚至摩尔定律发明者、英特尔联合创始人戈登・摩尔都认为这是晶体管40年发展史上的最大进步。

基于此,为了体现公司内部对该处理器的高度重视,英特尔高级副总裁兼数字企业事业部总经理帕特・基辛格特意从美国飞到北京,与英特尔公司销售与市场营销事业部副总裁兼中国大区总经理杨叙一起督战。同时,其在中国的合作伙伴也相当给面子,微软、IBM和联想、方正、海尔等齐聚一堂共同为这家芯片巨头助阵。

帕特・基辛格告诉《IT时代周刊》,英特尔45纳米晶体管采用的最新技术,再次打破了处理器的极限,未来英特尔将会继续保持制成工艺两年一更新的发展速度。他乐观地估计摩尔定律在未来10年内将依然有效。

英特尔的“45”

从65纳米的制程工艺演进到45纳米,英特尔只用了1年时间。而相比采用65纳米技术构建的处理器芯片,45纳米(1纳米=10亿分之1米)处理器的晶体管密度几乎翻了一番,这就相当于四核处理器上装载了8.2亿个晶体管(每个晶体管都采用了英特尔的最新技术)。仅此而言,他们又走在了业界的前面。

端点技术联合会的分析师罗杰凯表示:45纳米处理器的面世,将继续使英特尔在X86市场上保持领先,巩固其市场领导者形象。

随着英特尔新平台的出现,国内服务器厂商表现出了极大的热情。浪潮、宝德、联想、海尔等企业纷纷表示已经或者即将推出基于该处理器的相关产品。

浪潮集团高级副总裁王恩东告诉本刊记者,浪潮在同环境下测试发现45纳米处理器比65纳米处理器性能提升了20%,这个产品既有明确的象征意义,也有很强的实际意义。目前浪潮已经推出了基于45纳米处理器的相关产品,相信在不久的将来45纳米产品将占据市场主流。而宝德科技集团股份有限公司常务副总裁马竹茂也表现得比较兴奋。据他介绍,早在英特尔45纳米处理器之前,他们就组织了国内20多家知名门户网站的CIO和CTO召开关于45纳米处理器的研讨会,讨论新平台下的可行性,结果同样令人振奋。

“现在宝德已经做好了支持45纳米处理器的所有准备,就等英特尔的CPU到货。因为民营企业的运作速度快,库存量也不大,而我们主要的客户对45纳米处理器都非常关心,所以我们就更加的积极,估计我们会冲到前面。”马竹茂说。

据悉,为了批量生产45纳米处理器以迅速抢占年底市场,英特尔投资80亿美元用于建设或者改造升级原有的工厂。根据之前制定的45纳米处理器的生产计划,位于美国的俄勒冈州D1D号工厂与亚利桑那州Fab32号工厂都已经开始生产45纳米制程的处理器,而明年位于美国新墨西哥州的Fab11和位于以色列的Fab28两家工厂也会切换至45纳米制程。

对此,英特尔(中国)有限公司华南区总经理方粤生表示:“这是业界第一款45纳米的产品。实际上也有其他厂家在研究,也宣称自己有45纳米的产品了,但是我想要强调,不仅仅要有,而且要量产,这样才能真正实现产品化。”

不甘示弱的AMD

英特尔的竞争对手AMD并没有闲着。

11月20日,在英特尔45纳米Penryn处理器之后的一周内,AMD迫不及待地了其四核“羿龙”处理器,与以往不同的是此次AMD还搭配了业界首款55纳米高端显卡GPU“蜘蛛”,这也是AMD自收购ATI以来整合双方产品后全套平台的首次亮相。

AMD发言人向本刊介绍,其新的“蜘蛛”平台将具备更强的图形显示处理能力,能够提供更出色的高清内容和高清游戏。而“羿龙”处理器尽管在制造工艺方面落后于英特尔新近推出的45纳米处理器,但整体性能要超过后者。

AMD大中华区计算机产品部产品市场总监唐志德也曾公开表示说,“用户买的是性能,并不是纳米。架构的先进性是决定性能的重要因素。AMD拥有领先的真四核架构,将带给用户先进的计算体验。”

一位不愿具名的业内人士告诉记者,英特尔虽然在制造工艺和产能上都领先于竞争对手AMD,但是后者采取了CPU+GPU的组合模式,将其并购ATI后的优势展示出来,并在价格和真假四核的问题上牵制对手。

事实上,AMD日前的动作也的确说明了这一点。在公司羿龙四核处理器及蜘蛛平台前一天的小型媒体沟通会上,唐志德老调重弹:AMD的四核处理器为“真四核”,因为四个内核之间可以通过高带宽的总线交换数据,而英特尔的四核只是把两个双核粘在一起,会影响CPU的性能,更像是两路的双核CPU。

赛迪顾问半导体产业研究中心副总经理、高级分析师宋宇认为,因为近两年AMD采取了与英特尔不同的竞争策略,不直接与对手拼线宽、速度,而是采用了多核处理器,从近两年的市场表现看,它的策略还是很有效的,而英特尔也推双核产品,则验证了这一策略的正确。

激烈的竞争

此次英特尔的16款产品多为服务器和高端PC采用的高端处理器。有消息透露,这家芯片巨头两月后还将再7款低价45纳米处理器。英特尔之所以这么频繁地推自己的新产品,主要是为了缓解其最大的竞争对手AMD所带来的压力,其实是在弥补架构短板。

唐志德指出,英特尔之所以把生产工艺改进为45纳米,主要是为了降低处理器的功耗和价格,性能上并没有明显提升,而AMD目前65纳米生产工艺下的处理器的价格和功耗都不会输给对手。

随着科技的进步和目前海量数据的处理,CPU的进化和升级的速度变得越来越快。在AMD成功收购ATI之后,在图形处理、消费电子等各个芯片领域都有了更强的优势,其平台战略也显出雏形。相信45纳米芯片技术只是英特尔和AMD在新平台下的又一个战场,今后的竞争将越发的激烈。

杨叙告诉《IT时代周刊》,45纳米处理器将在今年年底量产,到明年第二季度末它的市场占有率将超过65纳米处理器。

而就在上周,AMD发言人也公开表示,AMD与IBM合作开发的45纳米工艺处理器的研发顺利,已经完成了纸上谈兵阶段,首批45纳米产品将在2008年投产,在2008年年中大规模上市。AMD在芯片制程上稳步前进,2007年,将在CPU产品上全面采用65纳米制造工艺,2008年将大规模量产45纳米处理器,2010年投产32纳米处理器。AMD的跟进此前曾并不被看好,随着阿联酋Abu Dhabi投资公司以6.22亿美元入股这家公司,它开始重新活跃了起来,没有了资金的掣肘,加上比英特尔更完善的带GPU的平台,在稍后重新翻盘也尚未可知。

宋宇指出,45纳米技术的应用无疑会进一步提高英特尔CPU的性能,并逐步降低产品的成本,对英特尔来说,因为它的竞争对手就是AMD,所以只要后者没有应用45纳米技术量产,它在竞争中就占有优势地位。

纳米技术的核心篇2

【摘要】在政府的大力支持下,针对国际经济发展、纳米科技发展出现的新趋势和自身的需求,纳米技术及应用国家工程研究中心(简称“纳米中心”)积极与多国的高校、科研机构和企业等在纳米科学技术领域开展了多方面的国际交流与合作。其中,在与巴西的国际科技合作过程中,纳米中心探索出新的合作模式、合作管理形式、合作内容及成果等。

关键词 国际科技合作;纳米中心(NERCN);巴西;纳米技术

Exploration of NERCN for the International Cooperation of science and Technology

——The example of International Cooperation of Science and Technology with Brazil

CHEN Jun-chenYIN Gui-linHE Dan-nong

(National Engineering Research Center for Nanotechnology, Shanghai 200241, China)

【Abstract】With the strong support of government, in consideration of the new trend of the development of international economy, nanotechnology and own demand, National Engineering Research Center for Nanotechnology (NERCN) carries out a wide range of international communication and cooperation with many foreign universities, research institutions and companies in the field of science and nanotechnology. Among them, NERCN explores new cooperation mode, cooperative management form, cooperative content and results in the process of international cooperation of science and technology with Brazil.

【Key words】International cooperation of science and technology;National Engineering Research Center for Nanotechnology (NERCN);Brazil; Nanotechnology

国际科技合作是指在世界范围内,寻求最有优势的生产要素和最先进的科技成果与本国的优势重新组合与配置,以取得最佳的经济效益[1]。随着全球科技创新和经济全球化程度的不断加深以及竞争的日益激烈,国际科技合作已成为提升创新效益和效率的关键领域,各国都试图通过开展国际科技合作来充分利用全球最优质的创新资源,通过不断参与国际科技创新活动减少成本、增强创新的能力[2]。近年来,欧美等发达经济国家以自身需求和国家利益为导向,以吸收高新技术和人才以及开拓国际技术市场为目的,在政府层面上与国外具有优势技术水平和科技资源的国家或地区签署了大量双边或多边科技协议,在这些协议指导下开展的对外科技合作数量不断增长。据初步统计,美国仅联邦政府各主要职能部门就与110多个国家和地区签署了近900个科技外交方面的协议及谅解备忘录等[3]。

1我国开展的国际科技合作

随着科技发展步伐的加快,我国科技水平也得到了大幅提高,国际专利授权量与日俱增,部分专利已达到国际领先水平,大量我国自主研发的科技产品具备相当雄厚的实力,迈入国际市场已是大势所趋。在经济全球化的背景下,一方面,我们要继续吸收以美国、欧洲、日本等为代表的科技发达国家和地区在国际市场中的先进科技,引进高水平科技成果,加强国际科技合作以提升自身竞争力;另一方面,我们也应与以巴西、印度、非洲等为代表的经济、科技水平欠发达的国家和地区展开深入的国际科技合作,通过科技援助等手段提高其科技水平。因此,与包括中国在内的国家建立科技合作也是这些经济、科技水平欠发达的国家和地区发展自身的内在需要。

鉴于国际科技合作对经济发展尤其是科技进步方面发挥的作用越来越大,我国政府通过以建立国际科技合作项目等形式与包括欧美、俄罗斯、日本以及巴西等国家开展了一系列的国际科技合作。从目前的发展情况来看,我国国际科技合作的广度和深度不断拓展,从能源、环境、材料等科技创新合作领域发展到经贸合作领域。技术转移在国际科技合作中所占比重越来愈大,技术的输入输出成为国际合作的主要内容,国际科技合作方式也趋于灵活、多元化。

基于我国目前科技合作的发展现状,合作模式也呈现出多样化的特点。依合作渠道可分为“中外型”、“中中外型”和“中外外型”;依合作目的可分为“R&D型”、“二次开发型”、“技术辐射型”和“产品产业化型”等;依合作内容可分为“互访交流型”、“引进核心技术或产品型”、“引进设备型”、“引进核心部件型”和“引进材料型”等;依合作组织可分为“民间合作型”、“政府间合作型”和“混合型”等;依科技实力可分为“强-强合作型”、“强-弱合作型”和“弱-弱合作型”等;依合作参与方数目可分为“双边合作型”和“多边合作型”等[4-5]。

上述任何类型的国际科技合作都离不开“政府主导型”和“自由发展型”的分类。“政府主导型模式”是指在社会发展领域、政府投资的重点项目等方面,由政府整合资源、发挥主导作用、组织和协同相关主体协同开展国际科技合作,发挥了政府在根据科技发展趋势和我国科技发展需要规划国际科技合作战略等方面的优势。“自由发展型模式”主要是指以企业、高校科研院所、中介等主体为主,由主体根据自身组织的发展目标和战略来自主开展各类国际科技合作,凸显了企业、高校科研院所等主体发挥自身市场或技术优势[6-8]。然而,如何将政府主导型与自由发展型两种国际科技合作模式相结合,从而使各自优势都得到彰显,无疑是国际科技合作模式的探索和发展。

2纳米技术及应用国家工程研究中心开展的国际科技合作

纳米技术及应用国家工程研究中心(简称“纳米中心”)经国家发展改革委批准成立,是国家在布局发展纳米科技与产业方面专门设立的从事纳米技术及应用研究的国家级工程研究中心。自建立以来,纳米中心一直致力于推动我国纳米技术的国际交流与合作。

2007年,科技部国际合作司批准“纳米技术与产业国际科技合作基地”在纳米中心设立,为中心的国际交流与合作奠定了更为坚实的基础。在政府的大力支持下,针对国际经济发展、纳米科技发展出现的新趋势和自身的需求,纳米中心积极与多国(包括美国、俄罗斯、英国、德国、澳大利亚、法国、日本、韩国、丹麦、荷兰、巴西、智利等)的高校、科研机构和企业等在纳米科学技术领域开展了多方面的国际交流与合作,承担了10余项国家及地方国际合作科研项目。此外,纳米中心积极与国外知名企业建立良好的交流与合作关系,以引进国外先进的“产学研用”相结合的技术创新体系和高科技产业化运作模式,积极推进中心的纳米技术与产品输出,并与国外企业签订了合作协议,为中心拥有的纳米技术占领国际市场奠定了良好基础。

目前,纳米中心在国际合作方面形成了多样化格局,已在人员互访、签约全面合作框架协议、研究项目合作、建立联合工作组、人才合国际科技合作是指在世界范围内,寻求最有优势的生产要素和最先进的科技成果与本国的优势重新组合与配置,以取得最佳的经济效益[1]。随着全球科技创新和经济全球化程度的不断加深以及竞争的日益激烈,国际科技合作已成为提升创新效益和效率的关键领域,各国都试图通过开展国际科技合作来充分利用全球最优质的创新资源,通过不断参与国际科技创新活动减少成本、增强创新的能力[2]。近年来,欧美等发达经济国家以自身需求和国家利益为导向,以吸收高新技术和人才以及开拓国际技术市场为目的,在政府层面上与国外具有优势技术水平和科技资源的国家或地区签署了大量双边或多边科技协议,在这些协议指导下开展的对外科技合作数量不断增长。据初步统计,美国仅联邦政府各主要职能部门就与110多个国家和地区签署了近900个科技外交方面的协议及谅解备忘录等[3]。

1我国开展的国际科技合作

随着科技发展步伐的加快,我国科技水平也得到了大幅提高,国际专利授权量与日俱增,部分专利已达到国际领先水平,大量我国自主研发的科技产品具备相当雄厚的实力,迈入国际市场已是大势所趋。在经济全球化的背景下,一方面,我们要继续吸收以美国、欧洲、日本等为代表的科技发达国家和地区在国际市场中的先进科技,引进高水平科技成果,加强国际科技合作以提升自身竞争力;另一方面,我们也应与以巴西、印度、非洲等为代表的经济、科技水平欠发达的国家和地区展开深入的国际科技合作,通过科技援助等手段提高其科技水平。因此,与包括中国在内的国家建立科技合作也是这些经济、科技水平欠发达的国家和地区发展自身的内在需要。

鉴于国际科技合作对经济发展尤其是科技进步方面发挥的作用越来越大,我国政府通过以建立国际科技合作项目等形式与包括欧美、俄罗斯、日本以及巴西等国家开展了一系列的国际科技合作。从目前的发展情况来看,我国国际科技合作的广度和深度不断拓展,从能源、环境、材料等科技创新合作领域发展到经贸合作领域。技术转移在国际科技合作中所占比重越来愈大,技术的输入输出成为国际合作的主要内容,国际科技合作方式也趋于灵活、多元化。

基于我国目前科技合作的发展现状,合作模式也呈现出多样化的特点。依合作渠道可分为“中外型”、“中中外型”和“中外外型”;依合作目的可分为“R&D型”、“二次开发型”、“技术辐射型”和“产品产业化型”等;依合作内容可分为“互访交流型”、“引进核心技术或产品型”、“引进设备型”、“引进核心部件型”和“引进材料型”等;依合作组织可分为“民间合作型”、“政府间合作型”和“混合型”等;依科技实力可分为“强-强合作型”、“强-弱合作型”和“弱-弱合作型”等;依合作参与方数目可分为“双边合作型”和“多边合作型”等[4-5]。

上述任何类型的国际科技合作都离不开“政府主导型”和“自由发展型”的分类。“政府主导型模式”是指在社会发展领域、政府投资的重点项目等方面,由政府整合资源、发挥主导作用、组织和协同相关主体协同开展国际科技合作,发挥了政府在根据科技发展趋势和我国科技发展需要规划国际科技合作战略等方面的优势。“自由发展型模式”主要是指以企业、高校科研院所、中介等主体为主,由主体根据自身组织的发展目标和战略来自主开展各类国际科技合作,凸显了企业、高校科研院所等主体发挥自身市场或技术优势[6-8]。然而,如何将政府主导型与自由发展型两种国际科技合作模式相结合,从而使各自优势都得到彰显,无疑是国际科技合作模式的探索和发展。

2纳米技术及应用国家工程研究中心开展的国际科技合作

纳米技术及应用国家工程研究中心(简称“纳米中心”)经国家发展改革委批准成立,是国家在布局发展纳米科技与产业方面专门设立的从事纳米技术及应用研究的国家级工程研究中心。自建立以来,纳米中心一直致力于推动我国纳米技术的国际交流与合作。

2007年,科技部国际合作司批准“纳米技术与产业国际科技合作基地”在纳米中心设立,为中心的国际交流与合作奠定了更为坚实的基础。在政府的大力支持下,针对国际经济发展、纳米科技发展出现的新趋势和自身的需求,纳米中心积极与多国(包括美国、俄罗斯、英国、德国、澳大利亚、法国、日本、韩国、丹麦、荷兰、巴西、智利等)的高校、科研机构和企业等在纳米科学技术领域开展了多方面的国际交流与合作,承担了10余项国家及地方国际合作科研项目。此外,纳米中心积极与国外知名企业建立良好的交流与合作关系,以引进国外先进的“产学研用”相结合的技术创新体系和高科技产业化运作模式,积极推进中心的纳米技术与产品输出,并与国外企业签订了合作协议,为中心拥有的纳米技术占领国际市场奠定了良好基础。

目前,纳米中心在国际合作方面形成了多样化格局,已在人员互访、签约全面合作框架协议、研究项目合作、建立联合工作组、人才合作、技术输出等方面,全方位展开了国际交流与合作工作,对外交流工作的层次不断提高、规模不断扩大、合作伙伴不断增多。

3纳米中心与巴西开展的国际科技合作

我国纳米技术经过多年的发展,取得了大批成果,在诸多领域走在了世界前列。近年来,巴西政府非常重视纳米技术的发展,巴西科技部已经制定了较为系统的纳米技术创新发展战略和部署,建立了由各部委共同组成的纳米技术联合委员会,总体负责国家纳米技术发展规划和管理;确立了纳米材料、纳米器件与系统、纳米生物技术等主要的发展方向;倡导整合资源,联合了国内几十家相关实验室,建立了巴西“国家纳米技术联合实验室体系”,集合了国内一批科研机构推进纳米技术发展,部分技术成果已经在工业界获得了应用。因此,在巴西有关国家纳米技术发展战略的引导下,纳米技术必将会支撑巴西在新世纪科技与产业的发展。

巴西的纳米技术具有自身的特点,但在整体规模、全面性和应用开发方面与我国相比还有一定差距,因此,巴西对我国领先领域的纳米技术仍有巨大需求。近年来,中国与巴西两国的双边合作领域不断拓展,政治互信逐步加深,中国政府积极推动与巴西等发展中国家的科技合作。

纳米中心作为国家在发展纳米技术研究方面的布局单位,多年来十分重视纳米技术的应用研究,在已签署的合作协议基础上,进一步整合资源,积极与巴西开展多方面的合作,以行动落实双方政府签约的合作内容,为推进我国纳米技术与产业的发展,以及中巴的合作和友谊多做贡献。

(1)合作模式创新:政府主导与自由发展相结合

2009年,中巴政府签署了《科技与创新合作工作计划书》。在此基础之上,为推动两国在纳米技术领域的交流与合作,2011年4月,中国科技部与巴西科技部在北京签署了《关于建立中国巴西纳米技术研究和创新中心的谅解备忘录》。同年6月,中巴政府签署了《中国政府与巴西政府十年合作规划》,纳米技术合作被列为了该框架战略合作协议的重点合作领域之一,纳米中心作为中方的管理机构之一和中国科学院一起与巴西相关单位共同参与建设“中国-巴西纳米技术联合研究中心”。

在科技部的大力支持下,为了推动中国与巴西在纳米技术及产业化方面的交流,纳米中心与巴西相关科研机构积极对接,与巴西能源与材料国家工程研究中心(CNPEM)、巴西纳米技术国家重点实验室(LNNano),于2012年在上海召开了“纳米科技发展中巴双边会议”,探讨纳米技术应用研究合作内容,并签署了《纳米技术开发与推广合作协议》,开启了中巴纳米技术合作的大门。

自2012年9月纳米中心与巴西相关机构签订合作协议以来,为进一步落实双边合作协议,纳米中心与巴西开展了多层次的频繁交流。纳米中心与巴西科技部、巴西纳米技术国家实验室和中方国家纳米科学中心在巴西坎皮纳斯联合举办了“2014中巴纳米技术发展论坛”;参加了由巴西圣卡塔琳娜大学和巴西CERTTI基金会组织的“巴西第二届纳米技术研究与产业化论坛”;并派代表团对巴西进行了多次访问,与巴西纳米技术国家重点实验室(巴西能源与材料国家工程研究中心、国家纳米实验室、国家同步辐射光源实验室等)、巴西能源与核研究所、巴西坎皮纳斯大学、巴西圣保罗大学、巴西圣卡塔琳娜大学等多个从事纳米技术研究的主要科研机构进行了交流,对巴西开展纳米技术研究的情况进行了全面了解,并与更多机构签署了合作协议。同时,巴西相关机构代表也应纳米中心的邀请来中国进行了访问,对中心将纳米技术应用于环境治理、能源、传感、医疗等方面的成果留下了深刻印象,为双方开展进一步的交流与合作奠定了重要基础。

在中巴政府的大力支持下,通过人员互访及长期沟通,中巴双方聚焦了合作点,开展了项目联合研究,同时建立了长期的交流机制。

(2)合作管理形式创新:统筹规划、个性化管理

中国与巴西具有不同的国情,故纳米中心与巴西高校、科研机构和企业的跨国合作也要依两国具体情况而定。中巴双方会对每次合作进行充分的沟通及协商,先统筹规划拟定符合双方发展的“共赢”方针,再结合各自的情况进行适合的个性化管理,最大程度发挥纳米中心在纳米应用研究领域的优势,帮助巴西在纳米科技方面取得进步。同时,纳米中心积极进行人员交流,通过多种渠道帮助巴方培养青年科技人员。

(3)合作内容及成果创新:从实验室走向产业化

纳米中心与巴西纳米技术企业建立了合作关系,根据巴西市场的需求,合作开发具有针对性的纳米技术产品,推动纳米技术成果在巴西开展推广应用。

纳米中心与巴西国家纳米实验室联合承担了《纳米功能材料产业化关键技术联合开发与推广应用》项目,并于2013年与巴西某纳米技术公司签订了《纳米技术与产品推广合作协议》等,为中心的技术和产品出口巴西奠定了基础。之后,纳米中心代表团远赴巴西,与巴方高层举行了多次会谈,在技术研发及产品销售方面等进行了深入沟通,针对巴西市场特点,在多种纳米功能材料的应用方面开展系列合作,进行联合开发及推广。

目前,纳米中心与巴西有关高校、科研机构和企业在纳米技术领域已开展了多方面的交流与合作,建立了良好的关系,在多个方面均取得了大幅进展:(1)进行了频繁的人员互访,并形成了长期交流机制;(2)在纳米功能材料领域开展了多项科技项目技术合作;(3)与纳米技术企业在纳米产品方面开展了合作,进行产品输出;(4)积极进行人员交流,通过多种渠道帮助巴方培养青年科技人员。

4结论与展望

纳米中心在国际合作方面形成了多样化格局,已在人员互访、签约全面合作框架协议、研究项目合作、建立联合工作组、人才合作、技术输出等方面,全方位展开了国际交流与合作工作,对外交流工作的层次不断提高、规模不断扩大、合作伙伴不断增多。

纳米中心与巴西相关高校、科研机构及企业的交流与合作已取得了一系列初步成果,形成了良好的发展势头。纳米中心将在已签署的各项合作协议基础上,通过进一步整合资源,不断深入、拓展与巴西在纳米技术领域的合作,为中巴合作夯实基础,为中巴友谊多做贡献:(1)继续坚持中巴双方频繁交流,将目前开展的双边互访及“双边论坛”制度化,发展成为长期性的定期双边交流活动,建立长期稳定的中巴纳米技术合作交流平台;(2)切实落实双方的项目合作,通过与巴西科研机构开展长期稳定的纳米技术联合研究,为巴方合作单位提供长期的技术支持;(3)通过与巴西企业联合开展针对性的应用技术及产品开发,实现我国纳米技术及产品在巴西的大规模推广和应用;(4)建立和完善双方人才交流机制,为双方培养纳米技术人才。

参考文献

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[2]王葆青.以国际新兴理念思考我国的国际科技合作[J].中国科学院院刊,2014,29(2):185-191.

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[8]吕磊,马军,陈林峰,焦汉玮.基于政府视角的国际科技合作模式研究[J].科研管理,2008,S1.

纳米技术的核心篇3

抢占新时代科技战略制高点

耐火材料是钢铁、有色金属、建材、石化、能源、环保、电子、国防等基础工业领域重要的基础材料,是高温工业热工设备不可缺少的重要支撑材料,与钢铁等高温工业的技术发展相互依存互为促进。

纳米耐火材料是以纳米粒子为核心,由耐火材料颗粒相和基质粉料、结合剂及外加剂等组成的纳米结构基质相两大相构成。少量的纳米结构基质的理化性能成为决定整个耐火材料性能的重要基础。纳米耐火材料的开发不仅从根本上改变了耐火材料的组织结构(包括宏观结构和微观的显微结构),而且还能改变耐火材料的功能特性,提高耐火材料的理化性能指标以及在使用中的高寿命性与抗损毁性

21世纪的纳米科学技术正在成为推动世界各国经济发展的主要驱动力之一。未来20~30年,纳米科学技术有望广泛应用于信息、能源、环保、生物医学、制造、国防等领域,产生新技术变革,促进传统产业改造和升级,并形成基于纳米技术的战略新兴产业。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》部署了四大研究计划,纳米研究位列其中。“十二五”规划纲要也要求把握科技发展趋势,超前部署基础研究和前沿技术研究,推动重大科学发现和新学科产生,抢占纳米科技等未来科技竞争制高点。纳米科技已成为许多国家提升核心竞争力的战略选择,也是中国有望实现跨越式发展的重要领域之一

为了开发21世纪新一代耐火材料,迫切需要运用尖端的纳米技术和纳米材料开发后续的纳米耐火材料。先后毕业于鞍山工科高级职业学校耐火材料专业、太原钢铁学院硅酸盐专业的高树森,为了追求心中创新耐火材料、服务高温产业经济的梦想,1989年发起创立了一家小型耐火材料有限公司并出任董事长,他的创业梦由此拉开了序幕。在企业经营领导工作中,他始终坚持“实践永无止境,创新永无止境”的发展观念,大胆改革创新,始终坚持人才是第一生产力的理念,采取“不唯上、不唯书、不唯制、只唯实”的用人机制,科学整合人力资源,使企业各部门工作效率得到了极大的提高。1992年,经山西省高新技术委员会认定、国家太原高新技术开发区管委会批准,成立了太原高科耐火材料有限公司。

在不断深化改革的新形势下,高树森紧跟时代步伐,用“创新发展的眼光、求实有效的机制、机动灵活的方法、谦虚谨慎的态度、科学严格的管理和严密细致的规章制度”,使企业长期立于同行业先进行列。在坚持“以发展为主题,以经营管理为重点,以实现最大利益为出发点”的经营原则下,公司多元化复合发展的经营新思路,与国内多所研究院所、高等院校在产品开发、技术交流等领域建立了长期的合作关系,在新产品技术性能、使用性能、技术储备等方面不断创新,形成了产学研联盟,具备研究、开发、生产高技术特种耐火材料能力,形成了自主研发、自主创新和自我实现产业化的良性循环。

进入新世纪后,纳米材料与技术的优异性能使高树森有了新的想法:能不能把纳米技术和纳米材料注入耐火材料,创新耐火材料技术,从而开拓耐火材料的新领域呢?在高树森的领导和主持下,太原高科对纳米技术和纳米耐火材料进行了深入研究探索和自主创新。

公司建立了以企业为主体的技术中心,先后研发出多种耐火材料高新技术产品,并及时将其转化为生产力,现已经从成立之初简易的小型耐火材料厂发展为全国耐火材料领域声名赫赫、独具技术优势和发展前景的大型企业。

2005年,太原高科被太原市科技局批准为耐火材料行业技术研究中心;2007年,被山西省科技厅批准成为耐火材料行业工程技术研究中心;2009年,被山西省认定为企业技术中心。技术中心承担了耐火材料行业关键技术的研发和创新工作,并在自主创新方面取得了多项重大成果。此外,太原高科还通过了ISO9001―2000国际质量体系认证和ISO14001:2004环境管理体系认证,被认定为耐火材料行业的国家高新技术企业,“山西省科技先导型企业”、“太原市科技创新示范单位”、“十佳技术创新项目企业”等荣誉接踵而至。

创造纳米高新技术产品

高树森是耐火材料专业教授级高级工程师,也是技术研究中心主任兼首席专家,长期从事耐火 材料技术研究、自主创新和使用研究工作。他主持了多项国家重点热工工程项目(高温工业炉窑),自主研发多种耐火材料高新技术产品,并且花费大量精力使这些高新技术产品在高温工业生产中得到推广应用,使科研成果尽快转化为生产力。

他充分利用山西丰富的高铝矾土资源,研制开发了矾土基低蠕变-抗热震莫来石制品、莫来石刚玉制品、锆莫来石刚玉制品、高铝-尖晶石等高效复合制品,这些产品都有特殊的功能和高技术性能指标,在十分苛刻的情况下和工业性使用试验中,均显示出突出的使用效果,具有广阔的发展前景。他负责的山西省重点行业关键科技发展项目-高技术特种高效耐火材料的研究与开发,为充分利用山西资源、发展山西经济和提高我国耐火材料工业总体水平都具有重要意义。

20多年来,高树森对纳米技术和纳米耐火材料进行了深入研究和自主创新,先后申报了七项纳米耐火材料发明专利项目,分别是:纳米复合氧化物陶瓷结合铝-尖晶石耐火浇注料及其制备方法(专利号:ZL200810079392.X)、纳米Al2O3薄膜包裹的碳-铝尖晶石耐火浇注料及其制备方法(专利号:ZL200810079799.2)、纳米Al2O3、MgO复合陶瓷结合尖晶石-镁质耐火浇注料及其制备方法(公布号:CN 101544505A)、纳米Al2O3、MgO薄膜包裹的碳-尖晶石镁质耐火浇注料及其制备方法(专利号:ZL 200910136836.3)、纳米Al2O3、SiC薄膜包裹碳的Al2O3-MA-SiC-C质耐火浇注料及其制备方法(专利号:ZL200910223490.0)、纳米SiO2、CaO复合陶瓷结合硅质耐火浇注料及其制备方法(公布号:CN 101875561A)以及矾土基合氧化物陶瓷结合Al2O3-MgO-C耐火制品及其制备方法(专利号:ZL201010608883.6)。

高树森先后荣获了全国科学大会奖、新技术推广奖等,多次被冶金部授予劳动模范和先进科技工作者称号,2009年荣获“第9届中国时代新闻人物十大杰出成就奖”和“时代楷模・共和国经济建设十大功勋企业家”荣誉称号等。他自主研发的纳米耐火材料系列发明专利,也分别获得了第九届香港国际发明博览会金奖、第十二届中国北京国际科技产业博览会、第三届中国自主创新杰出贡献奖及第十三届中国北京国际科技产业博览会、第四届中国自主创新杰出贡献奖。

2010年5月,在第十三届北京科博会“中国高新企业发展国际论坛”上,年逾古稀的高树森作了《关于发展纳米科技和纳米耐火材料自主创新及其产业化》的重要报告。报告称,自主创新和研发是现代企业生存和发展之本,党的十七大报告明确指出“提高自主创新能力,建设创新型国家,是国家发展战略核心、提高综合国力的关键”。他兴致勃勃地向与会者坦陈:他写的多篇有关纳米的论文被编入《盛世之光―中国当代创新理论与实践》、《中国改革发展与创新研究文选》、《2009・中华学术精英大典》等书中。在耐火材料的研发和创新工作中取得了多项重大研究成果:

1.研究成功磷酸盐结合的Al2O3C质耐火材料浇注料在太钢1200m3大型高炉使用取得成功,是国内外高炉史一个创举,具有重大社会和经济意义,通过了部级组织的技术鉴定。

2.自主研发的SiO2陶瓷-磷酸盐复合结合硅质不定形耐火浇注料,主要特点是耐高温性能和抗热震性能比原来技术有显著提高,为国内首创、国际领先水平。

3.不定型耐火材料,是高温工业发展的一种耐火材料行业方向,不定型耐火材料在大型钢铁联合企业中推广应用,很多设备不用以前耐火材料制品而是用这种不定型浇铸的。

4.亚微米陶瓷结合Al2O3-尖晶石浇注料及其在钢包整体浇注中的应用项目,是在实施山西“1311”结构调产高科技产业化中重点产品项目。

他还宣称:纳米耐火材料系列发明专利的公布,是纳米技术在耐火材料领域中成功应用重要标志,也是纳米技术和材料与传统产业中自主创新、自主研发的重要发展方向,对钢铁等高温工业发展和高新技术的应用做出了重要贡献。

谱写“绿色纳米耐材”产业化创新之路

当今全球经济竞争格局正在发生深刻变革,科技发展正孕育着新的革命性突破,世界主要国家纷纷加快部署,推动节能环保、新能源、信息、生物等新兴产业快速发展。我国要在未来国际竞争中占据有利地位,必须加快培育和发展战略性新兴产业,掌握关键核心技术及相关知识产权,增强自主研发能力。

为此,高树森呼吁将纳米耐火材料研发应用提升为国家战略新兴产业,在北京中关村尽快建立“国家级纳米耐火材料产业化示范基地”和建立“国家级纳米耐火材料技术研究中心”。

我国在纳米耐火材料技术研究已经处于当代最前沿,其成果显著,并得到各方面的肯定。将纳米耐火材料研发应用提升为国家战略新兴产业,很快将对今后的钢铁等高温工业发展产生重大影响,中国有能力在更高平台推动我国纳米耐火材料的技术创新和产业化,有能力引领这场新的工业革命。

2010年1月9日,中国耐火材料行业协会组织召开了纳米耐火材料产业化示范基地专家论证会,对太原高科耐火材料有限公司和山西省耐火材料工程技术研究中心采用纳米技术研究开发纳米耐火材料的工作情况和研发成果进行了考察论证。

与会专家一致认为,太原高科和山西省耐火材料工程技术研究中心在研究开发纳米材料并运用于不定形耐火材料的生产过程中,取得了显著成果。基于此,中国耐火材料行业协会授予其“行业纳米耐火材料产业化示范基地”称号。

太原高科纳米耐火材料系列发明专利成果的取得,大大推动了我国纳米技术和纳米材料的进步与发展,为其在传统行业中的创新应用提供了有益借鉴;为耐火材料的发展开辟了一片新天地,为开发更长寿、更节能、无污染、功能化的新型绿色耐火材料提供了技术支撑;同时,新技术材料的研发和应用,推动了传统高温工业的技术升级,为高温工业新技术的实施与发展作出了突出贡献。

机会只留给有准备的人,成功只属于有梦想的人。高树森和太原高科的绿色纳米耐火材料发展之路正徐徐展开,大路两旁,鲜花与荣誉相伴。但“老骥伏枥,志在千里”的高树森并不满足目前的成绩,他心中有更大的目标,那就是实行“纳米中国耐材”战略计划,并以此催生新型经济社会发展模式。他认为,实行“纳米中国耐材”战略技术,应从技术创新、产业创新、产业集群耦合三个维度着手,探索原创技术产业催生机制、技术创新扩散机制和高新技术与传统产业的融合机制,实现知识产业集群、原创产业集群和以新技术武装的传统产业集群之间耦合与升级,将国家纳米技术建设成为国家原创产业的试验基地,打造成高端制造业改造升级、技术创新、产业创新的典范。

我国的纳米耐火材料技术研究已经处于世界前沿水平,且成果显著,得到各方肯定。为了能够在更高平台推动纳米耐火材料技术创新和产业化发展,高树森建议将纳米耐火材料提升为国家战略性新兴产业,运用多项高新技术,谋求耐火材料与尖端纳米技术的整合,加速纳米耐火材料的理论与实际应用研究,努力开发尖端纳米耐火材料,并积极推进创新成果的产业化,在高新技术产业化大潮中占据有利先机,进而引领这场新的工业革命。

人物档案

高树森,太原高科纳米耐火材料有限公司董事长,山西省耐火材料工程技术研究中心主任兼首席专家,中国节能协会玻璃窑炉专业委员会副主任委员,工业和信息化部科技人才专家库专家,教授级高级工程师,耐火材料行业专家。曾获全国科学大会奖,部级、省市级科学技术成果奖和新技术推广奖。先后被授予全国冶金劳动模范,山西省、太原市劳动模范及先进科技工作者光荣称号。

纳米技术的核心篇4

关键词:晶圆 蚀刻 封装 电流泄漏

1 CPU的生产过程

1.1 硅提纯 生产CPU的材料是半导体硅Si,但必需是纯净的单晶硅才可以适合于制造各种微小的晶体管。首先把含硅元素的原材料放进一个巨大的石英熔炉熔化。然后向熔炉里放入一颗晶种,硅晶体围着这颗晶种生长,直到形成圆柱型的单晶硅锭。此操作被称为硅提纯。

1.2 切割硅锭 圆柱体硅锭被切割形成类似光盘状的片状硅晶片被称为晶圆。晶圆被用于CPU的制造,将其划分成数十或数百个细小的区域,每个区域都将成为一个CPU的内核,切割出来的晶圆越薄,每个圆柱体硅锭形成的晶圆就会越多,每个硅锭制造的CPU内核就会越多。

1.3 影印 紫外线通过印制着CPU复杂电路结构图样的模板照射涂敷晶圆硅基片,被紫外线照射的硅氧化物溶解从而在晶圆表面形成CPU复杂电路结构图。为避免不需要曝光的区域也受到光的干扰,通常用石英遮罩来遮蔽这些区域。

1.4 蚀刻 蚀刻是CPU制造过程中最重要的技术。首先使用波长很短的紫外光并配合很大的镜头。透过石英遮罩的孔照在光敏抗蚀膜上,使之曝光。然后停止光照移除遮罩,使用特定的化学溶液清洗掉被曝光的光敏抗蚀膜和紧贴着抗蚀膜的一层硅。然后用原子轰击曝光的硅基片实现掺杂,进而改变这些区域的导电状态,制造出N井或P井再结合影印阶段制造的基片,形成晶体管为主体的CPU门电路。

1.5 重复、分层 为了在硅基片上形成新的一层电路,需再次生长硅氧化物,然后沉积一层多晶硅,涂敷硅氧化物,重复影印、蚀刻过程,得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。重复数十遍,最终形成一个3D结构的晶体管及附属电路,这是最终的核心CPU。依据CPU的晶体管及线路布局,以及通过CPU的电流大小决定CPU层数。层与层中间用金属铜或铝填冲,著名AMD的Athlon 64的CPU达到9层数结构。

1.6 封装 前面步骤形成的一块块准CPU是光盘状晶圆,不能直接被用户使用,必须要切割成几十或数百块单独的CPU内核,进而被封入陶瓷的或塑料的封壳中,此过程称CPU的封装。封装后的CPU内核,既可以防止外界灰尘对内部的影响,又能带来CPU芯片电气性能的提升,并能间接地提升CPU主频稳定性。也只有封装后的CPU才能安装在计算机主板上。可以想象层数越多、集成度越高的CPU,故封装也越复杂。

1.7 测试 测试是CPU制造的最后环节,也是CPU出厂前最重要的必要环节。测试内容主要是CPU的电气性能,以检查是哪个步骤出了差错,每个CPU核心都将被分开测试。首先因为CPU中的缓存结构最复杂、密度高,容易出问题,故对CPU缓存的测试会是重点。 然后是对整块CPU进行完全测试,以检验其全部性能指标。intel的酷睿i7能够在较高的频率下运行,故称为高端产品,intel的奔腾因为运行频率较低故被称为中端产品,intel的Celeron可能存在缓存上的功能缺陷,厂商通过屏蔽掉CPU的部分缓存后仍然可以运行,故称为低端产品。CPU被装入包装盒后,根据不同的运行频率和缓存,标识成性能不同的产品,销往全球各地市场。

2 日益改进的CPU制造工艺

CPU厂商根据CPU制造的各个环节不断改进CPU制造工艺。

2.1 晶圆尺寸 硅晶圆尺寸是CPU生产过程中硅晶圆的直径值。硅晶圆尺寸越大意味着每块、圆能生产更多的CPU芯片。如0.13微米制程在200mm的晶圆上可以生产约179个CPU核,而300mm的晶圆可以制造约427个CPU核,且300mm晶圆的成本和200mm晶圆相比价格略有上升,成本几乎可以略去不计,所以扩大晶圆的尺寸,是所有CPU厂家的目标。 但硅晶圆固有特性让厂家随意增加硅晶圆的尺寸目标变得越来越困难,因为在晶圆生产过程中,越远离晶圆中心位置越容易出现坏点。而且离硅晶圆中心越远,坏点几率会越高。 由于生产硅晶圆的设备所能生产的硅晶圆尺寸是固定的,如果用改造原设备来生产新尺寸的硅晶圆,其费用几乎可以建造一个新尺寸的晶圆工厂。故CPU厂商总是通过追加投资新建更大尺寸的晶圆工厂,以生产更大尺寸的晶圆,并尽力控制晶圆上坏点的数量,比如8086 CPU使用的晶圆尺寸是50mm,Pentium 4使用200mm的硅晶圆,Intel酷睿i7采用300mm晶圆22纳米的芯片制造工艺。

2.2 蚀刻尺寸 蚀刻尺寸是光刻机在一个硅晶圆上所能蚀刻的最小尺寸,是CPU核制造关键的技术参数。蚀刻工艺相同时,每一个处理器内核所含晶体管越多,一块硅晶圆所能生产的芯片数量就越少,每颗CPU的成本随之提高。所以提升蚀刻工艺,使光刻机所能蚀刻的尺寸越小,从而让一片晶圆所能生产的芯片就越多,单片CPU成本也就随之降低。比如8086的蚀刻尺寸为3μm,而Pentium 4的蚀刻尺寸当前是90纳米。最新Intel的300mm尺寸硅晶圆厂可以做到22纳米的蚀刻尺寸。 蚀刻这个过程是由光刻机来完成的,所以光刻机采用蚀刻的光的波长越短,即蚀刻尺寸越短,蚀刻出的CPU成本越低。

2.3 金属互连层 “重复、分层”中,不同厂家设计的CPU其内部互连层数是不同的。互连层的层数越多,意味着厂家在生产上亿个晶体管的CPU时可提供更高的灵活性。当晶体管的尺寸不断减小而处理器上集成的晶体管又越来越多的时候,连接这些晶体管的金属互连层线路越发重要。金属互连分层层数与金属线路的材质将直接影响信息传送的速度。

3 制约CPU工艺的技术瓶颈

首先,晶体管由硅原子制造出来的,无论是提高主频还是集成更多的缓存又或是改进新的核心,这些都需要强大的制作工艺作为支撑,CPU纳米制作工艺,实际上指的是一种工艺尺寸,代表在一块硅晶圆片上集成数以万计的晶体管之间的连线宽度。也就是指芯片上最基本功能单元门电路和门电路间连线的宽度。以90纳米制造工艺为例,此时门电路间的连线宽度为90纳米。CPU生产厂商不遗余力地减小晶体管间的连线宽度,以提高在单位面积上所集成的晶体管数量。但是,晶体管连线宽度的降低最终容易导致晶体管内部电子自发通过晶体管通道的硅底板进行的从负极流向正极的运动。被称作电流泄漏,随着芯片中晶体管数量增加,原本仅数个原子层厚的二氧化硅绝缘层会变得更薄进而导致泄漏更多电流,随后泄漏的电流又增加了芯片额外的功耗。事实上,不仅仅是90纳米制作工艺遇到晶体管漏电的难题,65纳米和45纳米工艺更是面临艰巨的挑战。未来CPU的制作工艺改革必须建立在降低工作电压的基础上,而这也逼迫CPU厂商通过其它途径来解决晶体管漏电问题。

4 不断发展的CPU工艺技术

4.1 高介电薄膜解决漏电问题 晶体管漏电至少造成明显的功耗提升,这不仅带来晶体管本身额外的发热量,还包括CPU为了解决信号模糊问题而不得不提高的核心电压。为此,Intel在其45纳米工艺中融合了高介电薄膜和金属门集成电路,有效解决了漏电危机。尽管最新的制作工艺还没有办法来解决高功耗问题,但是Intel将会在新处理器上推出被称为“Deep Power Down”的技术,实现更低的C6节电状态。新的C6状态可以将处理器的核心电压降至其所采用制程技术的极限,在该状态下除了降低处理器核心频率以外还将会关闭所有的高速缓存。在这种情况下,其功耗非常低,并且将会在新一代 Penryn处理器上得到应用。

4.2 铜导互连技术 目前的Intel Core2以及AMD K8处理器都采用金属铜导互连技术,更多的金属铜线互连可以优化电路板并提高制造密度,从而大幅度降低成本的同时为性能提升开辟道路。Intel 45纳米制作工艺在原先的65纳米基础上更进一步,采用了10层铜互连技术,使硅晶圆上的晶体管集成度再次提高。经过近几年的发展,铜工艺已经日臻成熟,进入量产阶段。但是更多的铜导互连层也会导致互联电路部分的信号延迟,此时Intel选择低介电常数的low k材料作为介电材料。单纯采用铜来代替铝作为互联材料可以降低信号延迟大约40%,而新型low k材料工艺能够在此基础上进一步使信号延迟降低20%左右,只不过这与控制晶体管漏电又是一对矛盾。随着密度的增加,信号延迟问题变得越来越难以解决,而且即便是最新型的low k材料也难以满足未来的需求。

4.3 光互连技术 光互连是一种利用各种光传输介质作为取代low k材料的新型材料,从而从根本上解决晶体管漏电问题,可以看作是光学与物理学以及IC制造的交叉性新领域。光互连并不像生物芯片或是其它技术那样遥远,将会成为未来主流发展趋势。

4.4 LADI技术 制作工艺提升的最终目的与光刻蚀十密切相关,LADI是目前唯一在研发上有较大进展的取代光刻蚀技术,已经成为芯片制造商的关注焦点。和传统的光刻蚀相比,LADI更像是用于生产光碟的方法。它通过电子流蚀刻方法在一块透明的石英晶体上刻上极微小的反向图案,再将该石英晶体和一块硅晶片紧紧靠在一起,然后用高能量紫外激光照射,由于石英能够让308纳米波长的紫外线激光通过,硅晶片就会吸收该激光的能量并受热融化。这样激光就透过石英并融化了硅晶片最上层几纳米到几十纳米厚度的硅,等于无形中大幅度提升了制作工艺。

当硅晶片融化到指定深度的时候,石英晶体就成为了一个铸造模具,比水的流动性好3倍的液态硅迅速地填充到石英晶体表面微细结构的空隙里并形成既定的图案。当把石英晶体移开以后,这些来自石英晶体的电路和结构图案将被保留下来,用来组装处理器芯片的精微晶体管。整个LADI工序只需要不到250ns的时间,比眨一下眼睛都快了100万倍,由于LADI不再需要在硅层镀上腐蚀性的化学药剂,因此这个过程就变得非常环保而且更节约成本。不过可以肯定的是,目前LADI技术还比较超前,只有当光刻蚀技术配合30纳米发展到极限之后,它才会正式进入实质性应用。

5 总结

5.1 CPU制造工艺是当代高科技领域的发展最新科研成果的代表,随着CPU工艺技术的不断改进,使得元器件的特征尺寸不断缩小,集成度不断提高,功耗降低,器件性能得到提高。CPU芯片制造工艺在1995年从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、90纳米一直发展到目前最新的22纳米。生产厂商们不断的突破一个又一个的IC制造业的技术难题,创造了一个又一个奇迹。

5.2 提高CPU的制造工艺具有重大的现实意义,先进的制造工艺会在CPU内部集成更多的晶体管,使处理器实现更多的功能和更高的性能;更先进的制造工艺会使处理器的核心面积进一步减小,也就是说在相同面积的晶圆上可以制造出更多的CPU产品,直接降低了CPU的产品成本。光互连技术应用将会成为CPU制造工艺最终解决方案。

5.3 新的CPU制造工艺及相关技术研究对于一个国家综合国力的提升是一个重大的标志,打造我国自己的芯片制造产业,占领高科技领域制高点,利用国内人力资源优势,实现后来居上,成为世界一流强国,研发并制造出来的国产的“芯”将成为中国新四化建设必然选择与必由之路,中国必需在高科技领域拥有自己的核心技术与核心产业。

参考文献:

[1]马恕.纳米时代向我们走来从微米向纳米发展的CPU制造工艺[J].电脑自做,2003-05-15.

[2]Cfan.挺进纳米时代――看未来CPU的制造工艺[J].电脑爱好者,2004-01-01.

[3]潘晓辉.GPU加速随机线性网络编码的研究[J].价值工程,

2012(29).

纳米技术的核心篇5

医药项目创业计划书范文团队介绍纳凯医药科技创业团队是由东南大学经济管理学院金融系、国贸系、国民经济系、会计系、企业管理系以及来自生物医学工程学院和艺术系共7个不同院系的同学所组成。团队朝气蓬勃、搭配合理、饱含创业激情。负责人简历江筱莉 纳凯科技总经理。东南大学生物科学与医学工程学院研究生,思维活跃,工作严谨,具有出色的领导、组织和协调能力。纳凯科技核心产品“纳米磁性mri造影剂”的主要技术研究人员,参与国家重点试验室的多项国家资助项目。项目简介纳凯科技的核心产品——超显磁,是一种基于纳米技术研制而成的磁共振造影剂。通过在核心物上嵌入智能识别分子,使其能准确到达病灶,超显磁就像一种“纳米导弹”,使病灶在磁共振图片中纤毫毕现。超显磁可以尽早检查出病况,使得病情在早期即得到有效控制,挽救病人生命,节省了病变晚期所需花费的巨额医疗费用。超显磁是由东南大学生物与医学纳米技术研究组自主研发,得到了两项国家863 计划重点课题(2002aa302207)(2004aa302g40)的支持,目前已获得相关专利6 项。目前,纳凯科技结合klein 公司《2005 年磁共振造影剂钆喷酸葡胺市场结构报告》,经过统计测算得出2004 年全国的mri 造影剂容量为1 亿元人民币左右,预计到2011 年将达到3.67 亿元。市场上的产品主要分为进口同类产品和以外国品牌居多的钆造影剂两种。进口的产品由于价格高,占据很小的市场份额;而居多的钆造影剂虽然在大面积的使用,但是其效果较差,且对人体有一定的伤害。纳凯的产品在价格上远远低于进口同类产品,只比市场上的钆造影剂价格略高。出于这些优势,我们可以采取逐步替代的策略,一步步抢占市场份额。表 mri造影剂产品比较 mri造影剂价格(/剂)制剂效果安全性欧乃影 240元左右钆(放射性元素)一般一般菲立磁 2500元左右铁氧化颗粒较好较高超显磁 330元铁氧化纳米颗粒较好较高纳凯科技的注册资本为860 万元,其中技术入股150 万元,管理层持股110 万元,战略投资320万元(已与南京酿造集团签订合资经营合同),风险资本280 万元。纳凯科技采取高校技术入股、创业管理层持股、战略投资与风险资本入股四者合理分配的股权结构,既有利于将知识充分转化为财富,又有利于激发管理团队的创业积极性,同时还能让战略投资商与风险投资商进行必要的监督。配合有针对性的营销策略,在谨慎的财务预期下,该项目具有高达41%的投资回报率和低至3年零3个月的投资回收期。纳凯科技,生命之重,纤毫于心。

纳米技术的核心篇6

[关键词]制造业;增长方式;发展战略;思路

一、转变制造业增长方式的紧迫性

目前,我国制造业已有较好基础,并已成为世界制造大国,工业增加值居世界第四位,约为美国的1/4、日本的1/2,与德国接近。产量居世界第—的有80多种产品。然而,我国制造的多是高消耗、低附加值产品,大量产品处于技术链和价值链的低端。在代表制造业发展方向和技术水平的装备制造业,我国的落后状况尤其明显,大多数装备生产企业没有核心技术和自主知识产权。同时,我国制造业劳动生产率水平偏低,许多部门的劳动生产率仅及美国、日本和德国的1/10,甚至低于马来西亚和印度尼西亚。这一差距,尤其明显地表现在资本密集型和知识密集型产业上。在此条件—卜,我国制造业不能继续在技术链低端延伸,不能依靠高消耗获得更多低附加值产品,必须用科学发展观指导制造业运行,转变制造业增长方式。

二、转变制造业增长方式必须发展现代制造技术

产品技术链,没有一个固化的定式,但总是由低端向高端发展。近年,它正伴随着现代制造技术的进步不断向高端延伸。目前,制造业技术链高端几乎被现代技术垄断,处于技术链高端的产品几乎都是由现代技术制造出来的。所以,要转变我国制造业增长方式,必须抓紧发展现代制造技术,通过现代技术促使制造业及其产品向技术链高端延伸,以便降低技术链低端产品的比重,相应提高技术链高端产品的比重。

在知识经济时代到来之际,微电子技术、光电子技术、生物技术、高分子化学工程技术、新型材料技术、原子能利用技术、航空航天技术和海洋开发工程技术等高新技术迅猛发展。以计算机广泛应用为基础的自动化技术和信息技术,与高新技术及传统制造方法结合起来,便产生了现代制造技术。

现代制造技术,保留和继承了传统制造技术的产品创新要求,如增加现有产品的功能,扩大现行产品的效用:增多现有产品的品种、款式和规格:缩小原产品的体积,减轻原产品的重量:简化产品结构,使产品零部件标准化、系列化、通用化:提高现有产品的功效,使之节能省耗等。但是,现代制造技术,在制造范畴的内涵与外延、制造工艺、制造系统和制造模式等方面,与传统制造技术均有重人差别。

在现代制造技术视野中,制造不是单纯把原料加工为成品的生产过程,它包括产品从构思设计到最终退出市场的整个生命周期,涉及产品的构思、构思方案筛选、确定产品概念、效益分析、设计制造和鉴定样品、市场试销、正式投产,以及产品的售前和售后服务等环节。

在现代制造技术视野中,制造不是单纯使用机械加工方法的生产过程,它除了机械加工方法外,还运用光电子加工方法、电子束加工方法、离子束加I:方法、硅微加工方法、电化学加工方法等,往往形成光、机、电一体化的工艺流程和加工系统。

三、发展现代制造技术的重点方向

现代制造技术正在朝着自动化、智能化、柔性化、集成化、精密化、微型化、清洁化、艺术化、个性化、高效化方向发展。为了转变制造业增长方式,促使制造业向技术链高端延伸,我国宜着重发展以下现代制造技术。

(一)以纳米技术为基础的微型系统制造技术

“纳米”是英文nan。meter的译名,是一种度量单位,是十亿分之一米,约相当于45个原子串起来那么长。纳米技术,表现为在纳米尺度(0.1nm到100nm之间)内研究物质的相互作用和运动规律,以及把它应用于实际的技术。其基本含义是在纳米尺寸范围认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创造新的物质。纳米技术以混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学等现代科学为理论基础,以计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术等现代技术为操作手段,是现代科学与现代技术相结合的产物。

纳米技术主要包括:纳米材料学(nanomaterials)、纳米动力学(nanodynamics)、纳内米电子学(nanoclectronics)、纳米生物学(nanobi010gy)和纳米药物学(nan。pharmics)。就制造技术角度来说,它主要含有纳米设计技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术、纳米材料技术、纳米机械技术等。以纳米技术为基础,在纳米尺度上把机械技术与电子技术有机融合起来,便产生了微型系统制造技术。

自从硅微型压力传感器,作为第一个微型系统制造产品问世以来,相继研制成功微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计等一系列这方面的产品。美国航空航天局运用微型系统制造技术,推出的一款微型卫星,其体积只相当于一枚25美分的硬币。

微型系统制造技术,对制造业的发展产生了巨大影响,已在航天航空、国防安全、医疗、生物等领域崭露头角,并在不断扩大应用范围。

(二)以电子束和离子束等加工为特色的超精密加工技术

超精密加工技术,一般表现为被加工对象的尺寸和形位精度达到零点几微米,表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术。

这项技术包括超精密切削、超精密磨削、研磨和抛光、超精密微细加工等内容,主要用于超精密光学零件、超精密异形零件、超精密偶件和微机电产品等加工。

电广束、离子束、激光束等加工技术,通常出现在超精密微细加上领域,用来制造为集成电路配套的微小型传感器、执行器等新兴微机电产品,以及硅光刻技术和其他微细加工技术的生产设备、检测设备等。20世纪80年代以来,超精密加工技术,在超精密加工机床等设备、超精密加工刀具与加工工艺、超精密加工测量和控制,以及超精密加工所需要的恒温、隔热、洁净之类环境控制等方面,取得了一系列突破性进展。超精密加工技术投资大、风险高,但增值额和回报率也高得惊人。近来,发达国家把它作为提升国力的尖端技术竞相发展,前景非常好。

(三)以节约资源和保护环境为前提的省耗绿色制造技术

制造业在创造社会财富的同时,产生出大量废液、废气、固体废弃物等污染,会直接影响人类的生存环境,不利于社会的可持续发展。所以,需要探索符合环保要求的节能、省耗、少污染的生产方法,即绿色制造技术。绿色制造技术,立足于尽量减少制造业对环境带来的负面影响,促进产品制造与生存环境的协调发展,在提高企业效益的同时增进社会福祉。

纳米技术的核心篇7

在创新中国(DEMO CHINA)2013总决赛终极PK赛现场,张连斌代表的鼎科纳米技术研究所摘得“Demo God”奖。这时距张连斌卖掉上一家公司再次创业已经有16年的时间。

100年不褪色

1997年,由于看好国内的打印市场,张连斌组建了一支研发团队。这支团队后来逐渐扩充至十几人,由中国科学院院士王占国带领,主要研究纳米颗粒的量产和保存问题。

据张连斌介绍,鼎科的第一批产品将于10月面世,这是一种用于纸张打印的纳米颜料墨水,主要针对办公打印市场,与现在常用的激光打印相比,纳米打印一张彩色纸品的成本仅为前者的黑白打印的1/4。

在现有的打印市场,常用的打印技术主要有喷墨打印和激光打印两类。喷墨打印因其成本低廉、易于使用,一直有着较为广泛的应用市场,但也存在着不耐光、不耐水,打印成品不宜保存等问题;而激光打印的速度则相对优于喷墨打印,且成像效果较好,常用于商务用途,不过由于激光打印使用的是碳粉,打印时会产生大量的PM2.5,很容易造成空气污染。

鼎科推出的纳米颜料墨水将很好地克服两者的不足之处,且成本更为低廉。据张连斌介绍,纳米墨水的背后是鼎科的核心技术——纳米颗粒。这是一种由人工制造、大小不超过100纳米(一纳米是一米的十亿分之一)的微型颗粒。若想充分利用纳米颗粒,不仅要做到每一个颗粒都均匀,还要体现出设计好的特定纳米性能,比如抗紫外线、抗污染、水溶、干后水不溶等。

基于纳米微粒技术的纳米墨水有着耐光、耐水,打印成品保存时间长且不产生污染的优势,并且能够较大幅度地减少成本。目前,激光打印机的一个硒鼓大约能打印1500页A4纸,每分钟35页;而一盒纳米墨水可以打印8000页,每分钟60页,不仅降低成本,还能提高打印速度。

在应用范围方面,纳米墨水不仅能适用于纸张,还能根据不同的墨水类型打印在不同材料上。目前鼎科接到的订单中,很大一部分来自家具领域,对生产商来说,有了纳米墨水,家具生产中需要烤漆等工艺才能达到的装饰效果只需用打印即可完成。

鼎科所生产的纳米颗粒“每一个都是可以带颜色的”,张连斌介绍,他的纳米墨水就是提取矿物中的无机颜料,制成12种颜色的纳米颗粒,并进行修饰处理,使其具备打印性能。鼎科是世界上第一家把12种基本颜色的纳米颗粒做出来的企业,通过这12种颜色可以组成全色谱,组合成自然界中任何一种颜色,完全可以替代现有油墨、油漆、布匹印染材料等,“而且100年都不会褪色”。

因此,相应的改变也可能发生在服装行业。带有美丽花纹和色彩的布匹不再需要工艺复杂的染色程序,只需在电脑上完成设计,连接打印机后即可在坯布上直接印染出理想的图案,而且经得起长时间的穿着使用,不会发黄泛旧。

研发就是赌博

1997年,还在学校读精细化工专业的张连斌决定卖掉自己手上的公司,成立一家名为世峰的实验室,专门研发喷墨打印墨水。

此前他曾创办过电脑公司,也曾因创业经历成为“全国百强创业大学生”。在当时,国内并没有公司拥有喷墨打印所用墨盒的核心技术,张连斌看到了打印墨水在中国市场的发展空间。

实验室成立伊始,便确立了两个课题方向:一是开发燃料墨水,打破国外的技术垄断;二是开发耐光、耐水的颜料墨水,拓展喷墨打印的应用领域。

据张连斌介绍,纳米墨水研发的困难主要在纳米材料的批量化生产和稳定性两个方面,这也是世界性的难题。少量的纳米材料在实验室做出问题不大,但还没人能够大量生产,且要保证生产出来的纳米材料不沉淀、不成浆、不会随着时间的流逝长大。

这些难题让张连斌的团队走上了一条颇为艰难的路。“研发就是赌博,甚至比赌博还要惨,你看着所有的资金都像废纸一样烧掉,真是跳楼的心都有。”

但在今日回头看过往的创业历程,张连斌认为自己的经历还算顺畅,“只要我做,就是挣钱的”,而纳米墨水研发成功的原因,他也简单地归结为“灵感的火花”。张连斌甚至不太愿意讲述过往的艰难时刻,认为这会泄漏团队研发的机密,另一个原因是他认为现在还不是回忆的时候,生意才刚刚开始。

纳米技术的核心篇8

[关键词]5G移动通信网络 关键技术 组网策略

中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)24-0103-01

一、前言

5G移动通信网络可提供超级容量的带宽,短距离传输速率是10Gbps,是目前LTE的100倍。由于实现了多种网络技术的融合,因此5G也可以打破现有频谱资源的制约,实现全频谱通信;更重要的是,通过集成多种无线接入解决方案,5G技术将可以把人类社会彻底带入网络社会,实现万物互联。本文主要对5G移动通信网络的关键技术进行了分析,并对5G移动通信网络的组网策略进行了探讨,以供同仁参考。

二、5G 移动通信网络的关键技术

在5G系统容量与速率需求的作用下,大规模天线阵列应用于5G需解决信道测量与反馈、参考信号设计、天线阵列设计、低成本实现等关键问题。目前业界提出的技术方案主要包括基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址(SCMA)技术、基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入(MUSA)技术、基于非正交特征图样的图样分割多址(PDMA)技术以及基于功率叠加的非正交多址(NOMA)技术。全频谱接入通过有效利用各类移动通信频谱(包含高低频段、授权与非授权频谱、对称与非对称频谱、连续与非连续频谱等)资源来提升数据传输速率和系统容量。

三、5G移动通信网络的组网策略

5G移动通信网络是一个基于全IP和纳米核心网技术的扁平化移动通信系统,新的网络架构能给UE带来 GW之间的无缝切换,而不受 GW独立性限制。此外,在 5G通信系统中,网络架构还包含一种用户终端和各种独立的、自动无线接入技术(RAT)。

(1)扁平化IP网络。如图1所示,扁平化IP架构通过分布云的移动核心信息传递功能、分布式软件架构和逻辑 GW及网络功能虚拟化等技术,将垂直的网络架构演进为分布式的水平网络架构。扁平化 IP架构的转变,将使运营商在性能和价格方面,获得一个更具竞争力的平台。例如,扁平化的IP架构可以减少数据通道中的网元数量,降低运营商的CAPEX和OPEX;减少数据信息在传输过程中的损耗;最大限度地缩短整个通信系统的时延,使系统够完整识别无线链路的任何时延;可以独立维护和改善无线网及核心网,在规划和部署网络时,具有更好的拓展性和灵活性。

(2) 纳米核心网技术

纳米核心网是纳米技术、云计算、全 IP网络的融合。

1)纳米技术。在 5G 通信中,移动终端将被植入纳米技术的芯片,称之为 “纳

米终端”, 将具有前所未有的前所未有的感应、计算和通信等能力。

2)云计算。5G网络将是一个基于云计算的异构网络。由于在引入无线新技术的同时必须满足对现存制式的接入控制,因此,需要建立一种新的控制机制来协调各种制式之间、频段之间以及小区之间的无线资源,以显著提升用户在各种场景下的数据接入能力。通过将无线资源的管理和调度功能云化,按需进行资源划分和管理,同时,通过云端将无线接入和移动节点虚拟化,利用智能的内容传送网络 SDN(如DASH、LBS),将大大降低网络的建设和管理成本,最终实现5G及现有无线网络的统一运营。

3)全IP网络。如前文所述,在 5G网络中,扁平化的IP结构将扮演着至关重要的角色。全IP网络的构建思想最早由3GPP在 R4版本中提出,并在后续版本中得到更为直观地阐述。全IP网极大地满足了无线通信业务发展的需求,使用户可以随时随地地通过无线网络获数据应用,为运营商提供一个持续的革新方案和优化方案,使其在产品的性能和价格上更具有竞争力。

(3) Wi-Fi与5G融合组网。如下图1所示的融合组网技术路线,即从架构、接口和业务等多个层面实现组网融合。目前,可以使用 UMA 为代表的 3G与 Wi-Fi 的融合组网方法,另外也可以使用基于3GPP2PDIF的固定移动网络组网方法。针对 LTE 网络,需要将 EPC 利用S2a/S2b/S2c 接口接入,然后进行 5G与 Wi-Fi网络融合架构的搭建。场馆视频拍摄、公共交通工具、密集截取和远程医疗等场景都将成为融合组网的应用场景,融合场景见表 1。

四、结语

总之,从容量、传输速率、可接入性、可靠性方面等方面,5G都比之前的移动通信技术有了飞跃。虽然5G要到2020年才能实现商用,但现在很多国家的运营商都已经开始了布局,随着技术研究的深入、标准化进程的加速推进,5G将真正飞入寻常百姓家。

参考文献:

[1]尤肖虎.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学,2014(5)

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