超薄手机、平板电视、超薄笔记本电脑……目前,在民用电子产品领域掀起了“超薄”浪潮。电子产品是否越薄越好呢?
薄是必然趋势
“在带来便利的同时,电子产品超薄化主要来自市场的利益驱动。”清华大学微电子研究所集成电路开发与工业性试验研究室副教授严
利人表示,芯片、集成电路的发展确实以小尺寸、高密集度为发展趋势,但民用电子产品主要还是要以应用为主。
据了解,“轻科技”始于2000年,2000年互联网产业出现泡沫化,而高科技产品和应用却日渐普及,此时,高科技投资与创业的主力改变以往那些投资生产经销“大块头”家用电子产品的方向,迅速转向投资零配件及材料都很轻、薄、短、小的各类轻科技产品。近两年出现的平板电视热就是很好的证明。
轻薄的电子产品确实更轻便、更美观。三星最近推出了“全球最薄”的手机,外观尺寸为99×50.5×14.9毫米,重105克。索尼X505是目前全球最薄的笔记本电脑之一,最薄之处只有9.7毫米,整机重量为825克。
轻薄并非没有限度
严利人介绍,目前单个芯片集成的晶体管数可达1000万门,厚度仅0.3毫米,电子电路设计也可以做到很小,完全可以超越现有产品厚度及体积。虽然电子产品向轻薄方向发展是大趋势,但也并非没有限度,限制电子产品向轻薄方向发展的主要因素是产品的应用。
“薄并不是最主要的”。以数码相机为例,严利人认为,相机内最关键的芯片、电路厚度完全可以在毫米范围,但作为相机整机,除了芯片、电路还要有快门、存储器、镜头等其他部件。所以,并不是所有的电子产品越薄越好,单纯出于对薄的追求,必然带来功能的损失。
他认为,限制电子产品越来越薄的原因还包括散热和封装技术。所谓“封装技术”是一种将集成电路用绝缘塑料或陶瓷材料打包的技术。封装对于芯片来说至关重要,因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路腐蚀而造成性能下降。
封装技术不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。以CPU为例,我们实际看到的体积和外观并不是真正的CPU内核的大小和面貌,而是CPU内核等元件经过封装后的产品。
会影响部分功能
随着芯片的集成度、功率密度的日益提高,芯片的温度越来越成为系统稳定工作、性能提升的绊脚石。轻薄电子产品由于体积小,内部空间小,散热就会成为一个大问题。统计数据显示,45%的电子产品损坏是由于温度过高。严利人强调,除了成功实现产品的功能之外,还必须充分考虑产品的稳定性、工作寿命、环境适应能力等。
使用范围更广、产品体积更小,这是未来电子产品的发展趋势。严利人表示,生物芯片的运用将是电子领域的另一个发展趋势,将给生物、光电子器件、医学领域带来革命性的变化。