MEMS、CMOS图像传感器和射频设备等专业技术对智能手机和COVID-19检测的影响。
作为一名材料工程师，我非常自豪的是，人类文明的关键进步都是由材料创新推动的。石器时代、青铜时代和铁器时代都是人类走上今天这条道路的重要步骤。创新并非没有缺点，但它们促进了农业、医药、交通、通讯和其他领域的进步。在这种背景下，我认为很少有人会认为我们今天生活在硅时代。
我们大多数人都非常熟悉存储器和微处理器等硅芯片技术，但有些人可能不太熟悉构成手机等产品的其他硅芯片阵列，而这些产品对我们的现代生活至关重要。然而，构成摄像头、传感系统、电源管理系统和射频连接解决方案的这些其他芯片的进步，正在一次一个芯片地改变我们的生活。
今天，每一部手机都是高分辨率的数码相机、摄像机、数码相册、迷你电视、导航系统、健康追踪器、个人助理、即时通讯服务，有时我们甚至可以用它来打电话。所有这些功能都要归功于手机中的专业技术设备，以及手机的应用程序处理器和内存。值得注意的是，在最新一代iPhone 12中，73%的硅芯片由≥28纳米技术节点制造的专业技术解决方案组成。
你不需要仔细思考手机在短短几年里发生了怎样的变化，就能意识到这些技术是如何改变我们的生活的。CMOS图像传感器技术的进步使高分辨率摄影和视频捕捉成为可能，而几年前只有专业相机才能实现这一水平。这正在释放我们的创造力，并以一种前所未有的方式记录我们的生活。利用3D成像技术，我们甚至可以通过面部识别解锁手机。而且，随着我们的手机变得越来越强大，屏幕越来越亮，清晰度越来越高，电源管理IC技术的进步使得电池寿命和充电速度得到了提高，而不是下降。与此同时，先进的5G技术的发展为连接日益紧密的世界提供了超高速、低延迟的连接。
而且这种创新的步伐正在加快，而不是下降。2020年初到今天这段时间，人们最难忘的当然是全球COVID-19大流行。但这也是一个前所未有的人类创新和技术趋势加速的时代，其驱动因素是人们需要适应和寻找新的工作、购物和与亲人保持联系的方式。电子商务、远程工作、视频通信和在线娱乐等技术在过去18个月里的发展都超过了未来5年的发展。
支撑所有这些进步的是硅芯片，包括专业技术，这提高了开发速度，并显著增加了对这些解决方案的需求。这也是半导体行业的商业前景如此强劲的原因之一。即使在抗击COVID-19的斗争中，MEMS传感器等专业技术在开发用于检测的温度监测、用于检测的PCR解决方案，甚至是为那些不幸身患重病的人提供支持的呼吸机方面也发挥了重要作用。今天，我们很幸运，世卫组织批准的COVID-19疫苗不止一种，而是几种，还有更多疫苗正在研发或临床试验中。在这么短的时间内，这是一个令人难以置信的壮举。在这些疫苗之前，记录是4年。如果没有用于测序和跟踪病毒遗传密码以及设计和模拟疫苗药物本身的现代计算和传感系统的不可思议的能力，这一切都不可能实现。你看，硅技术并不是孤立地发展，它帮助加快了医学、科学和工程等各个领域的创新步伐。
因此，如果半导体解决方案，特别是专业技术可以帮助应对COVID-19等人类挑战，那么全球变暖等其他迫切需要解决的问题呢?好吧，几乎可以肯定他们会的。专业技术是发展电动和混合动力汽车、电动火车、运输工具，甚至是未来电动飞机和船舶的关键。这些都依赖于先进的功率半导体来管理电机驱动器和为电池充电。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等新型半导体材料的进步将补充这些应用中的硅技术。同样的设备可以实现风能和太阳能等可再生能源的电力转换。
但是，在我们消除历史上的温室气体排放源的同时，我们需要小心，不要创造新的温室气体排放源。我在这篇博客的顶部提到，许多技术进步都有缺点，不管它们总的来说有多大的好处。硅时代也带来了自身的挑战。随着我们越来越依赖数据，我们需要建立庞大的服务器群，消耗大量的电力。这将是一个非常现实的挑战，我们必须作为一个行业来承担这个挑战。通过降低芯片能耗的创新、可再生能源的使用、先进的电源管理技术和集成硅光子解决方案，我们可以提供很多帮助，而专业技术将再次成为解决方案的核心。
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