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子 。 这 样 , 小 的 原 子 间 的 力 和 位 移 能 够 被 测 量 出 来 。 能 够 被 分 析 的 样 品 范 围 从 单 个 原 子
和 微 米 大 小 的 球 体 到 DNA 链 和 活 细 胞 。 现 在 , 光 镊 是 手 术 和 测 量 的 标 准 方 法 。 许 多 陷 阱
能 够 与 其 它 的 光 学 技 术 同 时 使 用 , 例 如 激 光 手 术 刀 , 能 够 切 下 被 用 来 研 究 的 离 子 。
3.4 电 子 学 , 光 电 子 学 和 信 息 通 信 科 学 (ICT)
3.4.1 电 子 学 , 光 电 子 学 和 信 息 通 信 科 学 (ICT) 介 绍
过 去 的 30 年 IT 产 业 的 发 展 影 响 者 全 社 会 人 类 的 生 活 。 这 个 革 命 的 核 心 是 知 识 的 共 享 ,
不 论 是 出 版 的 文 字 , 图 像 还 是 声 音 。 它 需 要 与 地 球 另 一 边 的 人 及 时 沟 通 , 以 最 合 适 的 方 式
最 快 的 传 输 , 这 样 对 于 存 储 和 处 理 数 据 的 技 术 , 传 输 与 转 换 成 可 读 格 式 的 工 作 量 就 非 常 大 ,
它 同 样 还 需 要 安 全 的 编 码 格 式 , 能 够 保 护 个 人 隐 私 。
IT 产 业 的 估 计 价 值 在 1 万 亿 美 元 , 平 均 到 全 地 球 每 个 人 , 达 到 150 美 元 一 个 人 。 估
计 总 值 将 达 到 3 万 亿 美 元 , 没 有 那 个 工 业 像 IT 产 业 一 样 , 对 小 型 化 如 此 的 苛 求 。 我 们 来
看 看 晶 体 管 在 过 去 30 年 中 集 成 数 量 的 变 化 就 可 以 明 白 了 。1971 年 Intel 第 一 块 芯 片 编 号
4004 集 成 了 2300 个 晶 体 管 , 计 算 速 度 80 万 次 一 秒 。 到 了 2003 年 ,Intel Xeon 处 理 器 集
成 了 1.08 亿 个 晶 体 管 , 计 算 速 度 达 到 30 亿 次 每 秒 。 与 过 去 相 比 , 计 算 机 芯 片 的 大 小 没 有
明 显 的 改 变 , 只 是 晶 体 管 和 整 个 线 路 已 经 明 显 的 变 小 了 。 单 个 芯 片 的 晶 体 管 集 成 度 和 计 算
速 度 增 长 , 极 大 的 推 动 了 IT 产 业 的 经 济 发 展 。1971 年 制 作 单 个 晶 体 管 需 要 10 美 分 , 现
在 只 需 要 千 分 之 一 美 分 , 对 未 来 15 年 的 规 划 由 权 威 ITRS 蓝 图 一 一 记 录 下 来 , 记 录 下 这 个
技 术 各 个 要 素 的 详 细 信 息 , 发 展 过 程 中 的 每 一 步 改 进 。 这 个 蓝 图 包 括 了 所 有 直 接 或 间 接 融
入 硅 芯 片 制 造 业 的 工 业 , 主 要 有 材 料 、 结 构 、 计 量 、 过 程 控 制 , 以 及 制 造 中 的 环 境 健 康 等
问 题 。
3.4.2 电 子 学 , 光 电 子 学 和 信 息 通 信 科 学 (ICT) 的 发 展
在 ICT 中 的 纳 米 科 学 研 究 和 其 他 的 纳 米 科 学 研 究 一 样 , 都 非 常 想 进 一 步 了 解 纳 米 量 级
的 材 料 、 设 备 的 性 质 、 缩 小 制 造 、 控 制 工 艺 中 尺 度 误 差 , 开 发 有 经 济 价 值 的 工 业 产 品 。 毫
无 疑 问 的 是 ,ICT 部 门 有 效 的 推 动 了 纳 米 科 学 的 进 步 。 事 实 上 , 第 一 次 使 用 纳 米 科 学 这 个
词 就 与 半 导 体 工 业 中 越 来 越 重 要 的 超 薄 层 有 关 系 。 从 那 以 后 , 关 于 半 导 体 设 备 制 作 的 各 方
面 进 步 , 从 基 础 理 论 到 工 业 技 术 都 标 志 着 纳 米 科 学 进 步 的 里 程 碑 , 并 且 可 以 预 计 , 以 后 依
旧 会 这 样 。 减 小 设 备 的 大 小 的 期 望 可 以 更 高 的 推 动 全 世 界 研 究 纳 米 科 学 的 兴 趣 。 从 经 济 方
面 和 历 史 因 素 考 虑 , 在 可 见 的 未 来 ICT 部 门 非 常 有 可 能 继 续 使 用 与 硅 相 关 的 产 品 。 但 是 在
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