光電技術(shù)幾經(jīng)突破

推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的力量有兩個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)，一是超大規(guī)模集成電路，二是光纖帶寬技術(shù)。20世紀(jì)70年代，英特爾公司的總裁摩爾發(fā)現(xiàn)芯片的集成度以每18個(gè)月翻一番的速度增長(zhǎng)，這一發(fā)現(xiàn)被稱做摩爾定律。摩爾是半導(dǎo)體管發(fā)明人肖克利的學(xué)生，肖克利在貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管并獲諾貝爾獎(jiǎng)以后，到美國(guó)西海岸創(chuàng)建了自己的公司，摩爾從肖克利的公司辭職后，幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，創(chuàng)立了英特爾公司，最后成為計(jì)算機(jī)芯片的壟斷提供商和硅谷創(chuàng)新的策源地。

20世紀(jì)90年代，喬治·吉爾德發(fā)現(xiàn)光纖維的帶寬正以每6個(gè)月翻一番的速度增長(zhǎng)，這一發(fā)現(xiàn)，被稱做超摩爾定率。從理論上講，一根光導(dǎo)纖維的帶寬可以供給幾億對(duì)人同時(shí)通話，但是由于受到電子器件時(shí)延特性的影響，一套光纖通信系統(tǒng)最多只能攜帶250萬(wàn)路電話。到20世紀(jì)90年代，人們用時(shí)間分隔技術(shù)把一束光電信號(hào)的載荷能力擴(kuò)展到15萬(wàn)路電話，再沿著這個(gè)技術(shù)方向發(fā)展，已經(jīng)得不償失，于是科學(xué)家們把注意力轉(zhuǎn)移到光纖的波分復(fù)用（WDM）上來(lái)。起初是幾個(gè)光束、十幾個(gè)光束，后來(lái)在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室工作的一個(gè)華人青年科學(xué)家突破了1022光束的密集光波分隔技術(shù)（DWDM）。這一技術(shù)的突破，使制約互聯(lián)網(wǎng)的帶寬迎刃而解，通信距離和帶寬的成本因素也大大降低，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的利益結(jié)構(gòu)開(kāi)始重新配置。

一個(gè)芯片集成度的大小取決于光刻的精度，以前人們認(rèn)為芯片上的線間距離不能小于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，因此硅系集成電路的線間距離存在極限。但是不久，科學(xué)家們一次又一次突破極限。現(xiàn)在，用超紫外光（EUV）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了0.01微米的線間密度。這一技術(shù)的突破，將使信息通信設(shè)備再次大大濃縮，使許多網(wǎng)絡(luò)終端可以植入人體，真正的奇跡不久就可能出現(xiàn)。也許再過(guò)十幾年，信息網(wǎng)絡(luò)只剩下透明光纖連接遍布城鄉(xiāng)的移動(dòng)信息通信基站，智能終端將與某些人體功能融為一體，機(jī)器人和半機(jī)器人就會(huì)游走在我們的身邊。

許多學(xué)者（包括摩爾本人）預(yù)測(cè)摩爾定律的有效期還剩10年，其主要還是指硅系芯片的加工精度極限。但是即使這個(gè)極限到來(lái)之后，人類肯定會(huì)開(kāi)發(fā)出更先進(jìn)的加工技術(shù)或者有機(jī)生物芯片。總之，信息科技不會(huì)停滯，很可能以超摩爾定律的速度發(fā)展。