【積體光路系列十三】奈米雷射簡介

在光學通訊或光學運算晶片上,光源是最不可或缺的元件,光的產生通常來自雷射 (雷射工作原理我們曾在雷射系列介紹過) 。如同積體電路一般,所有光學晶片上的元件都希望能越小越好,因此「奈米雷射(nanolaser)」便成為這個領域發展的重點目標之一。

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迎接物聯網時代,讓環境中的微震動來充電!

手機快要沒電的時候是不是會感到一絲焦慮,如果又剛好身邊沒帶行動電源或者找不到插座會不會覺得渾身不對勁呢?現在每個人身上帶的、家裡用的,需要用到電池的聯網裝置數量或許還算少,然而在可預見的未來,無論是交通工具、機台、感測器、消費性電子產品都將使用到IOT技術,其中有很多都是無線連接的所以必須要裝有電池,這麼大量的裝置如果全部都依照我們現有這種用完電拿去充電或者換電池的方式,那麼光是電量的管理,比如什麼時間什麼裝置要拿去充電,充電時家裡的插座夠不夠用等等問題,肯定得讓人大傷腦筋。

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美國海軍發表「室溫室壓超導體」專利

電流在超導體內能不受阻力的流動,可以100%傳遞電能,不損失能量也不排放廢熱。如果能在室溫實現超導體,將是一個顛覆性的科技。近日,美國海軍發表一份關於室溫超導體的專利。不同於其他同性質的專利,它並不著重於任何化學配方,而是描述一個能產生超導的物理機制。儘管專利內並沒有實驗數據佐證,其提出的方法可信度非常高。

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新一代製程的關鍵:13.5奈米的「極端」紫外光

■從1990年代至今,半導體界持續使用波長為248奈米和193奈米的光源製造電子元件。這段期間科學家和工程師不斷挑戰物理極限,使用相同的波長製造出更精細的元件,至今已經超過二十年。然而,半導體從1997年的250奈米節點到2018年的7奈米節點,很難再繼續微縮了。為了製作更小更快的電子元件,半導體製程需要波長越短的光線。下一個世代的半導體將會使用全新的光源:波長為13.5奈米的極端紫外光。

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到大海深處找風去

■評價一個風場的好壞,除了風速以外,風力能否持續——當一部分的能量被風機吸收轉換成電能之後,空氣的動能能否適時獲得補充——也是需要考慮的重要因素。空氣動能的補充有兩個來源,一個來自於水平方向上氣壓梯度所產生的空氣流動,另外一個則來自垂直方向上風速梯度造成向下傳遞的動能。可以想見,對於大範圍的風場而言,其發電能力將會受到向下傳遞動能補充速率的限制,而這個上限可以透過一個動能抽取速率(Kinetic Energy Extraction rate, KKE)的指標來量化,當KKE越高,代表單位面積的理論發電能力越強。

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大規模停電的電網特徵

■輸電系統由變電所、高壓電纜以及電塔構成,眾多的傳輸電纜連接起電網中一個個節點,我們才得以將電力運送到需要的地方,然而,當一個地方發生運作失當——無論是發電端、用電端的供需異常,或者是輸電網路本身的故障——輸電系統層層相連的結構反倒會使得故障連鎖性地擴散出去。

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離岸風電:風機技術的未來

■對於風場的營運商來說,每台風機的發電能力越高當然越好,在這般需求下,持續製造出擁有更高發電能力的風機也就理所當然成為製造商的目標。想要擁有更高發電能力的風機,直覺上的做法便是加大現有設計的尺寸。然而,考量到現有的風機已經如此巨大,倘若現行的技術沒有做出相對應的革新,在追求更大裝置容量的道路上,風機的製造很快就會遇到結構上的問題。

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透過演算法排除偽訊號對電網的攻擊

■由於電力有著無法大量儲存的特性,再加上傳輸線路可以承載的量有其上限,就像道路有著車流量的限制,超過便會造成壅塞,電力一旦生產出來,便需要盡可能得消耗掉,否則超限的電力可能會對電網造成損害,因此對於電網狀況的掌握,維持供需平衡及兼顧安全穩定的需求,成為一門重要的課題。現代社會中使用的電網主流為交流電,要去分析一個交流電系統,我們需要知道各處的電壓、頻率、相位等資訊,而廣域量測系統(Wide Area Measurement System, WAMS)可以幫助我們達成這個任務。

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【積體電路60週年】施敏與浮閘記憶體

■半導體界有名的華人,大家多半想到台積電創辦人張忠謀,但半導體界具影響力的華人並不只他一人,本文將介紹另一位極具代表性的人物:施敏。
施敏於1968年研發出「浮閘記憶體效應」,並製作出第一個非揮發式記憶體(Non-volatile semiconductor memory,NVSM),影響半導體產業甚鉅。若沒有這項發明,就不會有今天的手機、平板或其他電子產品。

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【積體電路60週年】Intel三巨頭

■摩爾是半導體巨擘Intel的創始者之一,Intel是當今CPU的霸主,也是半導體產業最重要的公司。Intel於1968年創立,而開啟這場偉大創業之旅的先驅有三位,分別是戈登·摩爾(Gordon Moore)、羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)以及安迪·葛洛夫(Andrew Grove)。本文便將簡單介紹三人的生平以及Intel的創立過程。

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【積體電路60週年】發明者Jack Kilby

■在台灣,積體電路不僅是一個科技名詞,更是撐起經濟的一大支柱,以台積電為首的產業鏈,從上到下創造了無數工作機會及GDP。2018年是積體電路誕生60周年。在這段時間裡,究竟是哪些人披荊斬棘,鋪平了人類便利的生活的大道?本系列將帶各位讀者認識積體電路發展史上的幾位重要人物。

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不能活在沒有手機平板的世界裡嗎?電子垃圾問題多

■2016年全球產生的電子垃圾大約為4470萬公噸,相當於8個埃及古夫金字塔或4500座艾菲爾鐵塔重。換算成全球平均每人每年產出為6.1公斤(2014年為5.8公斤)。以地區來分類,最高的為紐澳,平均每人每年產出17.3公斤;歐洲國家(包括俄羅斯)為16.6公斤,但其回收率達35%;美國為11.6公斤,回收率17%;亞洲則為4.2公斤,但回收率只有15%;開發度較低的非洲國家每人每年產出只有1.9公斤。

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