纳米技术的用处

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纳米技术的用处范文第1篇

该项技术拥有24%的综合能效。相比之下，光伏太阳能电池板的综合能效通常在15%左右。“太阳能蒸汽”法的发明者认为，有了该项技术，人们将以全然不同的方式思考太阳能发电，但他们也预计，该新技术的首次使用将不是为了发电，而是为了边远地区的卫生设施和水质净化。

“太阳能蒸汽”的效率主要基于将日光转换成热能的光激纳米粒子。当浸没在水中并暴露在阳光下时，纳米粒子急速升温，并即时将水蒸发产生蒸汽。研究人员表示，随着技术的不断改进，“太阳能蒸汽”的综合能效还将提高。

研究使用的纳米粒子非常小，甚至小于光波长，这意味着其具有非常小的散热表面。强烈加热将在局部，即纳米粒子的表面产生蒸汽。研究人员将装有含光激纳米粒子的水的试管浸入冰水中来演示“太阳能蒸汽”。结果表明，使用透镜将日光聚集在试管中的冰水混合物，几乎立刻就能产生蒸汽。

蒸汽是世界上最常用的工业流体之一。大约90%的电力产自蒸汽，蒸汽也常用于医疗废物和手术器械的灭菌、蒸煮食物和净化水质。大多数工业用蒸汽产自大型锅炉，而“太阳能蒸汽”的功效在于，使蒸汽在更小的规模上变得更为经济。

莱斯大学的研究人员已研制出了一个能在缺电地区为医疗器械消毒的“太阳能蒸汽”高压锅。他们还赢得了比尔和梅林达·盖茨基金会“大挑战”项目的资助，准备为没有下水道或照明的地区研制一个超小规模的人体废物处理系统。

研究人员表示，“太阳能蒸汽”的最显著特点是高效，其不需要数亩面积的聚光镜或太阳能电池板，演示用高压锅的光窗仅几平方厘米大小。“太阳能蒸汽”的另一个潜在用途是为空调及供暖系统等混合动力家电供电，这些家电白天将由日光供电，晚上则利用电网电力工作。

纳米技术的用处范文第2篇

纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。

1.在催化方面的应用

催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。

光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化科学不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。

2.在涂料方面的应用

纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。

3.在其它精细化工方面的应用

精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2，作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中，使其密封性和粘合性都大为提高。此外，纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2，可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；而加入A12O3，不仅不影响玻璃的透明度，而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2，能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有机污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境科学领域，除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外，还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能对这些制剂进行过滤，从而消除污染。

4.在医药方面的应用

21世纪的健康科学，将以出入意料的速度向前发展，人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗，已提到研究日程上来。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；使用纳米技术的新型诊断仪器，只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病，美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物，注射到人体血管中，通过磁场导航输送到病变部位，然后释放药物。纳米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流动，因此可以用来

检查和治疗身体各部位的病变。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道，我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒，然后使之附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用，通过纳米技术处理后的银表面急剧增大，表面结构发生变化，杀菌能力提高200倍左右，对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。

微粒和纳粒作为给药系统，其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。

纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程，从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白质特别是酶，从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合，研究分子生物器件，利用纳米传感器，可以获取细胞内的生物信息，从而了解机体状态，深化人们对生理及病理的解释。

纳米技术的用处范文第3篇

关键词 水资源；中水回用；工艺流程

中图分类号X703 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）79-0084-02

1 概述1.1 中水的概念

人们的日常生产生活，工业生产等等一系列活动中产生的污水，经过处理后达到排放标准，再进过深化处理达到规定水质标准，可以重复使用的水，这些水被称为中水，一般用于非直接和人体接触的用水。中水处理设施：是指中水的水处理、集水、供水以及计量、检测等设施，中水回用的特点最主要集中在非引用水领域，当然中水经过深度处理也可以达到应用水的标准，但是人们对其接受的程度有待调查。

1.2 中水回用的意义

水对于人们的日常生产生活的作用是不言而喻的，对于人类的生存发展有不可替代的作用，可以说没有水就没有生命；水作为资源是非常有限的，是一种不可替代的资源。

中水回用在发达国家已得到广泛应用，而且越来越多的行业已经开始利用处理后的污水。人口的增长可用水量的加大，对现有的水资源形成的严重的挑战，缺水情况日益严重，于是水资源的重复利用越来越重要，我国水资源总量为2.8万亿立方，人均来算更是一个缺水严重的国家，所以中水回用技术在我国的水资源利用中的作用也是愈加的明显。

2 中水回用发展现状

2.1 中水回用技术分类

按处理方法来分，中水处理工艺一般分为 3 种类型：

1）物理化学处理法：如活性炭吸附、气浮、沉淀等，一般用于污水的一级处理或预处理，水质的变化对其处理效果影响比较小。优点是技术先进，结构紧凑，占地少，管理简单；缺点在于其处理成本相对比较高，例如活性碳的再生。以及在大流量的情况下产水水质的不稳定；2）物理处理法：如膜滤法，利用膜孔的直径可以进行精细过滤处理，使出水达到很高的水质指标。其设备的体积相对较小，操作相对简单。出水稳定；其缺点在于膜的清洗，以及膜的生产技术，目前国内这种工艺处理的膜，大多采用了国外进口，也从一定程度上增加了建设的成本；3）生化处理法：曝气活性污泥法、接触氧化法等，对于一些有机物含量高的污水一般都采用这种方法。使用这种方法时必须要将进水调节至系统中菌群适应的环境，如PH、温度等，一般用于污水的二级处理。其优点在于适应水质的范围波动大、系统的剩余污泥含量少、操作维护管理容易等优点；缺点在于，该工艺不是在任何地方都适用，例如高寒高海拔地区，其工艺中的菌落无法正常生存，导致出水效果下降。

总之，在选用处理工艺的过程中，因地制宜，因水制宜，兼顾经济。

2.2基本流程

通过目前中水回用工程运行的情况来看：以现有的技术通过合理的工艺选择，，系统出水的水质完全可以满足用户的需求。目前常用的中水处理技术很多，合理的选择工艺，灵活的进行组合，可以达到意想不到的效果。

1）采用厌氧接触氧化为主要工艺

原水格栅调节池生物接触氧化池（厌氧池）沉淀过滤消毒出水。

该工艺针对生活污水的特点，采用生物处理技术接触氧化然后经沉淀、过滤、消毒后，进行回用。是一种比较成熟的处理工艺，其出水比较稳定。

2）采用物理化学浮选的工艺

原水格栅调节池气浮持（虹吸滤池）过滤消毒出水

该工艺针对污水污染物含量比较单一及污水浓度不大的情况，其处理设施简单，占地面积小，运行维护费用低。

3）采用好氧曝气生化池池工艺

原水格栅调节池好氧曝气生化池消毒出水

好氧曝气生化池利用有利菌群在有氧条件下对污水中含有的有机物进行分解，完成吸附、生化反应、沉降等一系列的生物化学反应过程，从而实现污水的进化。出水稳定，由于其工艺中存在生物菌群，所以其生化反应时对环境温度有一定的要求。

4）膜生物处理工艺

原水格栅调节池膜生物反应器消毒出水

膜生物反应器是一种新型的水处理技术，它是以菌群附着在膜上，利用膜的选择透过性去除大分子污染物质，再利用附着在膜上的细菌降解小分子污染物。通过这种方法可以最大限度的去处了水中的污染物达到很好的处理效果。处理后的水质清澈，污染物含量极低，可以直接回用。目前该技术的使用范围比较广泛，其缺点是对操作人员的要求和设施的维护费用都比较高。

中水回用工艺流程的选择应根据进水水质以及回用要求，经济实惠等方面来选择，根据不同的用水要求可以单独使用也可以结合起来使用，以上的种工艺是选取的最典型的工艺，对于某些含有特殊成分的污水有其特殊的处理方法，这里就不一一列举，随着科学技术的日益进步，更加先进的处理工艺及方法也会不断的出现。

2.3中水一般用途

经过处理达标的中水，可以用于处饮用水外的其他用水，例如，洗车、景观喷泉用水、消防用水、城市绿化灌溉等等，在大多数非直接与人体接触的用水领域，其用水都可以用中水来代替。在一些缺水严重、水资源极度贫乏的地区，投资允许的情况下，可以深度处理达到饮用水标准，直接饮用。另一方面是用于工业冷却设备上冷却水的补充。

2.4 开发中水有利可图

我国目前还没有中水利用专项工程，但是从本人经手以及了解的各项中水回用工程实例中，其经济利益十分明显，例如生活污水经过，接触氧化、好氧曝气、沉淀，过滤及消毒处理后，除了不可以直接和人体接触外，可以直接用于浇花和洗车等等，其吨水处理成本只有几毛钱，其中的经济利益可想而知。

中国落后于国外的主要原因是投资渠道和管理体制问题，技术方面和国外相差不是太大。我国污水回用主要是靠政府投资，而单靠政府很难把这件事情做好，应该靠多渠道集资。另一方面，我们污水利用不是考虑经济效应而是考虑的环境效应和缺水，由于使用中水的短期的经济效益不十分明显，这使得很多可以使用中水的地方使用中水的内动力不足，从而拒绝使用，以后应该多做这方面的宣传，使大家对中水的利用有个正确的认识，从思想上认同中水。

2.5 中水回用的发展趋势

2.5.1 从中水回用的对象分析

中水回用的对象上来看，主要有工业用和生活用两个大的方面，工业上对一些用水大户，比如，钢铁企业、造纸企业等等，其吨水的成本可以比用自来水的降低70%左右，中水设施的建设投资也可以再设施运行后几年至十几年内收回，从长远来看，中水回用在这些用水大户中已经成为一个不可逆转的趋势，例如柳州钢铁厂在2007年左右投资建设的16万吨每天的大型污水处理及回用水站，投产后使其企业用水成本直接下降，企业利润直线上升；该企业在尝带中水回用的甜头后相继投掷建设了钢星门水站及其东排口的水站，现已全部投产运行。在生活方面，现价段在我国还是集中在政府投资项目上，最主要体现在市区的路面清扫用水，绿化灌溉以及景观用水上。下一阶段应该加强居民用水中中水占的比例，住宅小区应普及中水回用设施。

2.5.2 从污水回用技术发展方向分析

1）开展新型混凝剂、助凝剂的研究开发；2）采用技术可行，处理过程中尽可能实现资源回收在利用；3）加强好氧及厌氧生物处理的技术的研究，对于一些难降解的物质找到对应的微生物，进一步加强氧的利用率；4）如何使生化过程中产生的污泥量达到最少；5）利用纳米技术研究新的膜材料，加强膜清洗技术的多向性研究；6）在寸土寸金的今天，小型化、一体化的回用水处理设施将会更受青睐；7）加强生物附着物的研究，如研究一种材料，使微生物附着在上面是可以增强微生物的新陈代谢，增强微生物对氧的利用率，使新菌群生长容易，附着牢靠，老菌群容易脱落。

3 结论

纳米技术的用处范文第4篇

人们向往自由计算――自由不仅代表高速运算，还代表轻巧便携、随心所欲；

人们向往快乐数字家庭――不仅要有多媒体电脑，还需要多媒体网络、超级大屏幕显示。

虽然这些理想还遥遥无期，但发展中的IT技术为人们的理想描绘出了一个现实的轮廓，让人们的生活可以在憧憬中期待、可以在激情中沉浮。

自由接入

近距离无线连接重新布阵――蓝牙、ZigBee及UWB

无线个人网（WPAN）概念的诞生基础是蓝牙（IEEE 802.15.1），这一近距离的无线连接技术的思想最初源于上世纪80年代中期，直到1994年在移动通信和互联网发展的大气候下，因Ericsson的工程师有感于有线连接“剪不断，理还乱”的困扰，而将蓝牙技术真正激活。

经历了早期的理解、宣传和争议阶段，蓝牙技术目前已迈入实质性的发展阶段：采用了蓝牙模块的耳机、手机、PDA、打印机、笔记本电脑等数字产品已在市场上频频显现身影，并有研究报告预测，2003年蓝牙设备出货量达到7000万台，较去年同期实现了翻番，并在今后几年内持续稳定增长――近距离无线连接市场局面已然全面打开。

在技术发展上，蓝牙自身刚刚获得了一次重大的完善：2003年11月5日，由其权威标准组织――蓝牙SIG批准了最新的1.2版，成为自2001年2月推出1.1版以来的首次技术更新，相关产品即将问世。新版本解决了1.1版中的许多不足（缩短连接时间、抗干扰等），为蓝牙推波助澜。在未来，蓝牙还将向低成本（高度整合的单芯片）、微小化（先进的封装技术）和易用性方面进一步走向完善。

为了使近距离无线连接技术在目标市场上的定位更加明确，IEEE和业界厂商们又将另两种技术标准推向了舞台――ZigBee（IEEE 802.15.4）和UWB（IEEE 802.15.3），并加快了标准制定和市场推广的步伐，以与蓝牙形成相互补充。其中，ZigBee也在不久前刚被IEEE正式批准，迈出了关键一步；而UWB则由于面临两大阵营的争议（包括以Intel、TI为首的OFDM联盟提案，和摩托罗拉、XtremeSpectrum主张的DS-SS提案），几经磋商未果，最终标准方案尚未确定，不过预计这一障碍很快将得以解决。

相比于蓝牙，ZigBee的最大不同在于它是一种低成本、低功耗、低复杂度的无线技术，并且可连接254台设备，工作在与蓝牙的2.4GHz不同的另外3个频段上，主要适用于对数据带宽要求不高、但对成本和功耗更加严格的设备上，例如对各种家用数字设备的自动控制和远程控制等。有人预计2006年全球家用自动化市场将达到4亿台的规模，为ZigBee提供了广阔的前景。

UWB则是一种高带宽、低功耗、抗干扰性强的无线技术，工作频率在几Hz至几GHz之间，带宽最高可达数百Mbps，因此将主要应用于数字电视、视频点播等需要传输高速高质量的音视频信号的多媒体设备当中。原本作为军用技术的UWB，最近民用的呼声不断看涨，主要原因是它首先在美国得到了FCC的解禁。UWB技术专家们乐观预计，到2006年UWB技术将带来10亿美元的市场。

上述这些已有的或新兴起的近距离无线连接技术，以全球统一的无线连接规范，使不同厂家的各种便携设备与固定终端在近距离内不用线缆即可实现连接，进行互操作和文件共享，从而为广大消费者提供一个不受有线束缚的数据、语音甚至视频通信环境。

WLAN技术标准走向完善

经过了最近两三年的市场洗礼，Wi-Fi联盟提倡的IEEE 802.11x系列标准已明显成为WLAN全球市场的绝对主导，原先的其他一些技术方案（诸如欧洲的HiperLAN、日本的HiSWANx，以及家用射频技术HomeRF等）有可能在全球WLAN的标准化大潮中淡出市场。

Wi-Fi技术起步于1997年由IEEE制定的802.11标准，其数据带宽只有2Mbps，不尽如人意。由此便产生了其后续的系列标准，其中802.11b将速率提升至11Mbps，并提供了自动调整速率功能，以及MAC层的访问控制和加密机制、40位及128位的共享密钥算法等安全机制，伴随Intel迅驰很快成为主流技术。

此后，802.11a借助54Mbps的数据带宽优势，具有后来居上之势，它与802.11b并肩成为基本标准和主流技术。这两者在频率上的不兼容，又导致了不久前802.11g标准的正式出台，推广者希望它能以与802.11b相同的频率实现前后平滑过渡，但又具有802.11a的高带宽。这便导致了目前市场上三者并存的局面，甚至大量出现了同时支持其中2个或3个标准的双模或三模WLAN产品。

上述标准的戏剧性变化，一方面说明了WLAN市场的繁荣，另一方面说明WLAN技术标准有待于不断克服缺陷、推陈出新，以更完善的面孔支持未来的WLAN应用。事实上，除了上面这几种规定了WLAN主要协议的基本标准以外，IEEE已经制定或正在积极酝酿802.11的一系列扩展标准（802.11d、e、f、h、i、j、af，以及802.1x，详见本期“技术与趋势”栏目相关文章）。这些扩展标准有的用以提升语音和视频传输的质量，有的规定不同网络的接入点之间的漫游，有的则旨在全面加强网络的安全性。它们中的大多数有望在2003年底前后得到正式批准，业界厂商将在市场上迅速做出响应。本着这些日渐成熟的802.11系列技术标准，WLAN产品将以更稳定、更安全、更高速、更多功能和更高质量的服务面向各行各业的应用。

Wi-Fi技术与那些主要适用于手机、掌上电脑等小巧移动终端的蓝牙/ZigBee/UWB等近距离无线连接技术已明显区隔成不同的市场定位，它们主要不是彼此竞争，而是相互支持与补充，并与WiMAX等无线城域网或GPRS无线广域网技术一道，形成一套完整的WPAN/WLAN/WMAN/WWAN全方位无线接入体系。

无线城域网兴起――WiMAX

WiMAX技术有望成为Wi-Fi之后最流行的宽带接入技术。

Wi-Fi的有效通信距离使其很难经济地完成运营商的覆盖任务；3G不是面向数据连接服务的网络系统，实际数据传输率也只有几百Kbps，无法承担无线宽带连接的使命；4G的技术标准尚未正式起步，标准之争必然异常激烈，还要等待5年以上的时间。

WiMAX的兴起迎合了人们对无线宽带接入的巨大期望，在有效距离、带宽和经济性上都符合服务运营的要求。比较乐观的估计认为，WiMAX服务将于2005年进入普及期，主要用于固定用户的最后一公里宽带接入，2008年以前在移动用户中大量普及。

WiMAX组织与802.16技术标准的关系，就如同Wi-Fi组织与802.11技术标准的关系，前者在致力于后者的完善推广，并成为后者相关技术的代名词。

802.16标准在2001年12月就已获得通过，但是直到2003年1月才发展成极具竞争力的802.16a标准。802.16a标准的重要改进在于采用了开放的2～11GHz波段，并实现了非视距连接，提高了实用性和成本效益。Intel、Prixim等重量级厂商相继加入WiMAX组织，对WiMAX技术的发展更起到了推波助澜的作用。

802.16a标准的单一网络基站最大覆盖范围50km，带宽最高可达70Mbps，但是不能支持高速移动的客户端在基站间进行切换。正在开发中的客户端规范802.16e将解决上述问题，实现客户端在基站间的任意漫游，预计在2004年完成相应标准制定。802.16工作组还在研究改进基站覆盖范围的方法――802.16f，补充标准将使802.16a更具经济效能。

虽然802.16相关技术尚未完善，运营商们已经迫不及待地开始上马基于802.16a标准的无线宽带接入服务。目前，WiMAX接入不仅在美国等地区现身，中国也在相应频段提前发放了为数不少的运营牌照，部分运营商利用802.16a产品正在积极试运营。WiMAX的魅力可见一斑。

无论WiMAX技术最终是否成功，我们可以期待的是，无线宽带接入技术真正从这里开始，并将在未来几年带给人们无所不在的高速接入体验。

网络世纪之梦――4G

国际电信联盟（ITU）并没有在3G移动通信技术标准IMT-2000中实现全球统一的移动通信网络，以CDMA技术为核心的3G技术成本高昂，却没能实现2Mbps的数据接收速率，实际速率只有几百Kbps。3G的意义太有限了，于是人们对3G的巨大期望转移到了4G上，尽管4G还是个遥远的梦。

根据ITU等国际组织和研究机构的分析，4G真正实施可能要等到2010年。不过也有乐观人士认为，2007年4G服务就会在一些国家跨过3G而率先启动。

4G究竟何时启动，关键还要看这几年4G核心技术的发展和标准制定的顺利程度。目前4G甚至还没有一个正式的定义，但是很显然，4G将是一个基于IP技术的高速包交换系统，并将融合现有的多种无线和语音系统，即提供2G和3G接口，支持WLAN、WiMAX、卫星通信等。

既然是基于IP技术的系统，4G启动之时也是IPv6风行之日，IPv6技术将是4G技术发展的基石之一。此外，由于基于IP包交换技术的全面采用，4G系统的成本效益将明显高于3G系统，因此才会产生“跳过3G奔4G”的说法。

3G以CDMA为核心技术，而4G中OFDM技术最受瞩目。OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，这样不但抗干扰能力强，而且提高了频谱利用率。

根据ITU的超3G（Systems Beyond IMT-2000）发展目标框架，4G技术将至少提供100Mbps连接速率，对于慢速移动终端更将提供高达1Gbps的连接速率。届时，语音业务退到了网络的次要地位，无所不在的宽带无线接入不仅可以使人们的笔记本电脑、掌上电脑畅游网络，手表、眼镜等五花八门的物品都有可能成为4G的智能终端，并将催生人们意想不到的多种新应用。

网间无线漫游

各类无线通信网络区别于有线网的主要意义，在于为用户提供不受场地限制的移动数据通信能力，具有极大的灵活性和方便性――从单纯的提供语音通话功能的GSM网和提供语音/数据通信的GPRS，到日前正在红火地提供无线宽带数据通信的WLAN，乃至今后甚至包括视频通信的3G/4G无线网络，追求的目标都莫不如此。然而，倘若将这些相互独立的、具有不同特征的无线通信网络进行有机整合，相互联通并且能实现自动切换（即无缝漫游），那么势必会产生“1+1>2”的实际效应――已有的各类无线网络资源的重新整合，进一步突破覆盖范围的局限和数据带宽及信道的不足，将移动通信的便利性发挥到更佳境界。

同构无线网络之间的漫游主要依赖于各运营商间的利益协调问题，而各类异构无线网络之间（当前最有商业价值的是Wi-Fi技术构建的WLAN，与GPRS或CDMA之类的2.5G/3G无线城域/广域网之间）的漫游主要需解决的是技术问题（当然，若发生在不同的运营商之间，也有利益协调问题）。这些技术问题主要有：在网络后台实现漫游控制和计费的软件、相关的网关，在用户终端上集成多种无线通信功能的多模芯片，以及在不同网络下实现自动切换的通信软件等等。在解决这些技术问题的过程中，业界很可能将同样面临标准化的考验。

在WLAN与WWAN的整合过程中，业界的设备厂商和运营商已展开小范围的合作，并推出各自的方案，其中有北电、Cisco、朗讯和IBM等。北电和运营商级WLAN解决方案的主要供应商Mobility Network之间的合作具有代表性：提供支持GSM、CDMA、GRPS及UMTS的运营商采用SIM和RADIUS技术将WLAN集成到其现有的网络和业务平台中的全面解决方案。

至于WLAN与3G的融合，3GPP等移动通信标准化组织也已开始着手讨论和制定标准的工作，并建议了3G与WLAN融合的6种不同融合程度的互操作情景模式：统一计费和用户管理、基于3GPP系统的WLAN接入控制和计费、WLAN接入3GPP标准分组域业务、业务一致性和连续性、无缝的分组域业务切换、WLAN接入3GPP标准电路域业务。

在用户的移动接入终端方面，业界厂商有了更多的响应，以TI为代表的传统移动芯片制造商、以Nokia为代表的手机厂商以及最新进军手机芯片领域的Intel等公司，已相继了一批集成2G/2.5G和Wi-Fi技术的双模或多模芯片，并且已有采用这些芯片的智能手机和掌上电脑等手持设备问世，预计不久也将会推广到3G手机。而Intel最近透露其正在研究一种称之为“通用通信器”（Universal Communicator）的技术，它能够无缝透明地连接到多种网络。未来与此类似的软件无线电技术将在网间漫游中起到关键作用。

自由计算

浮出水面的64位桌面计算

从苹果G5到AMD的Athlon 64，64位桌面计算浮出水面。

关于64位桌面计算的是非和前景，全球各实验室不同的测试结论以及分析家们的争论已经让人们觉得一头雾水。人们到底要不要采用64位桌面系统？64位桌面技术到底会走向何方？

微软这次没有像32位时代那样扯后腿，将于2004年第一季度Windows XP 64位版支持Athlon 64。HP这样的PC大厂也旗帜鲜明地站出来支持Athlon 64。看来，Athlon 64不会掷地无声，市场中有相应需求，64位桌面计算技术可以起航了。

然而，真正需要64位桌面计算的还不是主流市场。短期看，64位桌面计算的优势主要在于支持4GB以上大容量内存，而主流计算未来几年的内存需求在2GB以下。长期看，64位计算的性能优势在几年之内还很难体现，主要是操作系统之上的应用程序还不能发挥出64位计算的优势，应用程序的迁移过程至少需要2年，因此现在的很多评测数据都不能很好地体现64位计算的优势。64位桌面上还有2个现实的障碍，就是运行64位操作系统的用户可能面临很多设备找不到驱动程序，而且现在为数不少的16位程序都不能在64位操作系统上运行。

Athlon 64提前上路，直接的经济效益不一定会多好，但是会成为桌面64位应用程序开发的硬件参考平台，也就是说，未来的64位桌面应用在AMD的PC上可能运行得更好、更快。这使AMD有机会获得未来竞争的优势。

超前一步的是技术先驱，超前两步的可能就是技术先烈，AMD两种可能都有。不过，任何技术的发展都是需要先驱或先烈的，64位桌面计算总算浮出了水面，并且最终的成功是大势所趋，差异只是在于人们需要等待3年还是等待5年。所以人们还是应该感谢AMD，它给了人们期待的权利。

PC I/O技术全面转向串行

随着USB 2.0设备的完全普及、S-ATA硬盘市场的启动、Intel等业界主导厂商对PCI Express产品计划的明确，PC的各类I/O技术已全面呈现出由并行转向串行的大趋势。

让设备提供更高的数据带宽和数据容量，是计算和通信行业始终坚持的一个重要发展方向，而PC中的数据总线结构的技术更新成为这一发展的核心。当前的PC I/O技术正处于由过去的并行数据总线转为新型的串行总线的关键时期。

在突破1Gbps以上的数据带宽上，并行I/O技术达到了物理极限，无法继续提供可靠、经济的高速信号传输能力。而相比之下，基于串行技术的I/O设计除了能够提供更高的性能以外，还能降低成本，因为它使用的器件引脚少、电路板空间要求小、PCB板层数少、PCB布线更容易并且接插件也较少。串行I/O还具有减轻EMI、提高抗噪声能力等优势。因此，业界分析家普遍认为，串行I/O全面取代并行技术的浪潮是势不可挡的。

USB是PC中应用较早的串行技术，其1.1版以热插拔、较高的速率等特性迅速获得了成功；得益于1.1版的雄厚应用基础，新版的USB 2.0也得到很快的发展，基本上已将同其竞争的另一串行I/O――IEEE 1394击败（目前只见于DV等少数类型的设备上），在PC、移动存储和扫描仪等影像输入产品中基本成为主流。

S-ATA硬盘虽然与市场主流地位尚有一定距离，但几大主要硬盘厂商（迈拓、希捷和西部数据等）都有相关的产品上市，并且在价格上越来越接近IDE硬盘，技术的完善也在不断提升着此类产品的性能（例如希捷新开发的专用芯片支持硬盘控制器和接口层的连接，可提供S-ATA全速串行）。

在2003年的秋季IDF上，Intel宣布了首款采用PCI Express的芯片产品，同时公布了对相关产品的新发展计划。其中，Intel的下一代服务器芯片组“Lindenhurst”和工作站用芯片组“Tumwater”以及下一代PC芯片组都采用了PCI Express技术，并且2004年将有采用该技术的以太网控制器、I/O处理器、网桥以及主板等产品面世。此外，Intel还制定了与合作伙伴共推PCI Express的计划，由此可以预见，这一串行技术将在2004年的市场上崭露头角。

PCI Express是影响更为深远的一项串行I/O技术，除了PC之外的服务器、网络和通信等设备都将从中得到性能的大幅提升。甚至PCMCIA组织也已制定了基于PCI Express和USB 2.0技术的新一代PC卡标准――ExpressCard，以图取代历史悠久的传统PC卡技术。

便携设备继续轻薄

要在未来实现随时随地的计算这一梦想，除了要搭建覆盖全球的、具有高可用性的各类有线或无线网络以外，接入网络的移动计算终端设备还需要有高度的可移动性。业内的许多技术发展都可归结为这个方向。

我们在此处所指的可移动性具有更广泛的含义，除了指终端设备在尺寸和重量上的缩减与计算性能上达到有效平衡之外，还包括更高的功能集成度（无线接入、存储、音视频通信等）、更长的电池“续航”时间、在各种特殊的移动环境下具有更好的易用性的设计，甚至引伸自军用计算设备的Rugged Computing（耐环境计算，例如防摔、防震、防水、防悬殊温差）设计概念和相关技术等等。

就目前的主要移动终端――笔记本电脑而言，小型化依然是主流发展方向之一。这首先得益于设计工艺上的进步，例如：大规模集成电路的发展和0.25μm蚀刻技术的实现，使体积更小的更多芯片集成在主板上；光电技术和芯片总线设计能力的提高，使CPU及其他芯片的工作电压、功耗及发热量持续降低，为散热空间的缩小解除顾虑；优化的总线设计缩小主板所需的空间等等。其次，先进的CPU及封装工艺，使笔记本电脑的各部件持续得以瘦身，例如Intel的440MX芯片组和Micro PGA封装技术等；此外，还有LCD的厚度进一步降低，超薄光驱得到普遍采用等等。

Intel的迅驰技术，是增强笔记本电脑可移动性的集中体现：整合Wi-Fi无线通信功能、降低电源功耗、缩小芯片尺寸、以更低的散热量为内部空间的紧凑提供前提等等。即将问世的下一代迅驰Sonama有望再次提升可移动性。

在增加电池的“续航”能力方面，除了迅驰的一系列节能措施所取得的重大突破以外，Intel还将推出可动态调整显示屏（耗电“大户”）亮度的Intel 855GME芯片组，有望在节能上再次突破；而Toshiba、NEC等公司在可商业化的燃料电池上最近取得的进展，则为移动计算电力的持续性取得质的飞跃带来了新曙光。

平板电脑兼具掌上电脑的手写输入特性和笔记本电脑较高的计算性能，也是追求计算性能与可移动性达到平衡的另一个技术热点。对未来主流的其他移动终端设备――掌上电脑（或智能手机）而言，增强可移动性的重点不是体积和重量的小型化，而是性能的大幅提升和功能的高度整合（主要是计算、通信、存储三大功能的整合，还有摄影摄像、音视频处理等移动多媒体功能等），以及移动环境下可用性的改善（例如语音输入技术和OLED等新一代显屏技术的应用）。人们可以期待的是，本世纪末掌上电脑的性能将达到现在主流笔记本电脑的水平。

PC的人本主义设计风潮

科技发展至今，“以人为本”的呼声开始贯穿各行各业，在IT行业的PC及周边设备的设计中正越来越得到重视和体现。其中主要有各种设备的人体工程学设计、方便易用并越来越具人性化的人机交互界面设计、美观时尚的外形工艺设计、健康环保的“绿色”电子产品等等。

人体工程学旨在使产品的设计能够支持、解放和扩展人的脑力劳动，并在最大程度上实现人的舒适度以及保护人的健康。在PC中，这方面的设计思想目前集中体现在键盘（托盘和特殊造型）、鼠标（垂直鼠标和特殊造型）等输入产品和显示器（旋转或升降）等输出部件。在周边设备中，数码相机越来越舒适的手柄设计和越来越合理的按钮设计布局等等也是人体工学设计得以重视的体现。未来的可穿戴PC，更是离不开对人体工学的深入研究和应用。

以往的人机界面设计注重把握自然科学的认识和手段，比较忽视人文科学观念与思想。而在目前的知识经济时代，在满足了物质需求的情况下，人们追求自身个性的发展和情感诉求，并需要身边的科技产品以非常亲和的界面完全融入生活当中。因此，针对PC和其他数字产品的人机界面，正向以功能性为基础、环境性为前提、情感性为重心的设计目标靠拢。在多通道用户界面的概念指导下，PC等数字产品将突破传统的键盘、鼠标和手写等输入方式，逐渐实现自然语言接口、人机协同工作、眼动跟踪、姿势识别、三维输入、表情识别和听觉界面等等。目前业界已有形形的原型产品，甚至有的已进入初步应用阶段。

数字产品的外形工艺设计，尤其在个人和家用的消费类电子产品中得以普遍体现，并在产品的整个价值构成中占据越来越高的比重。从家用台式PC、消费型笔记本电脑整机到LCD显示器、移动存储等部件，再到数码相机、MP3播放器等娱乐设备，在工艺设计的创新上人们拥有更大的想像和发展空间。

健康、环保的意识终究将在IT行业得到重视，其中主要涉及到电子产品材料的无污染回收、电子设备使用过程中的电磁辐射控制等等。对此，有些国家已有了相关的法规；而在技术上将出现LCD最终取代CRT显示设备，以可降解的自然材料制作的“绿色”光盘取代塑料光盘等类似进展。

以人为本、健康环保将成为本世纪IT技术发展的一个主旋律。

计算融合通信

计算融合通信，实际上是早已悄然发生了的事实――几年前开始迅速普及的互联网，作为一种全新的通信手段，可以将分布在全球的每立的计算设备连接起来，这可谓是计算与通信在产业、技术和应用上由过去的相对独立走向融合的宏观开端。告别了模拟时代，通信也完全走向了“0”与“1”的数字化，在概念上与计算之间的界限将越来越模糊；未来，计算和通信无处不在，并且相互密不可分，届时计算与通信有可能完全融入广义上的“计算”大范畴。

计算和通信融合的概念最近被明晰和强化出来，主要归结于正在将传统的计算芯片（CPU）业务积极扩张向通信芯片领域的Intel公司。Intel基于计算和通信产业继续走向宏观融合的大趋势，认为在芯片层次上二者的微观融合涉及到核心技术的进展，是促进最终宏观融合的重要推动力。

在最近连续几届的春秋季IDF上，Intel不断以这一融合趋势为主题，对外公布其相关的技术进展，已实现市场化的典型代表就是移动计算设备内的整合芯片――从集成Wi-Fi无线通信功能和高速计算能力的Centrino笔记本电脑平台，到集成了手机通话、掌上电脑计算、Wi-Fi无线接入和存储功能的PXA800F手持设备处理器等等。这些处理器将计算与通信功能紧密整合起来，让这两种功能从此出现在同一终端设备上，使数字信息技术的广大使用者真正感受到二者融合所产生的今非昔比的巨大便利。

Intel已经就Centrino和PXA800F宣布了下一代产品，其代号分别为Sonoma（集成802.11a/b/g多模无线通信功能和全新Alviso芯片组，并支持PCI Express、S-ATA等新工业标准）和Bulverde（引入桌面计算领域的节能技术Intel SpeedStep、集成快速拍照功能并采用MMX多媒体指令技术等），它们将把Intel的计算与通信融合战略推向一个新高度。

需要说明的是，除了以明确的主题进行战略推广的Intel以外，包括Intel的直接竞争对手在内的许多业界大厂商正在做的一些努力，其实都已趟入计算与通信融合的大潮。例如在手持设备处理器领域，Motorola的“龙珠”系列最新产品i.MX等等，便是整合了计算与通信功能的竞争性产品。此外，操作系统软件（例如支持GSM/GPRS或CDMA等语音通信功能的Pocket PC Mobile 2003、SmartPhone）、应用软件（例如整合了文字、视频、语音聊天等多种通信功能的各类即时通信软件，基于WLAN的IP语音软件等）、相关的运营和内容服务等方面的发展，与芯片层次的“微观融合”形成相辅相成之势。

走向开放的服务器技术

Itanium系列处理器从2003年开始与64位RISC处理器正面交锋，并在TPC-C榜上挫败了IBM为首的一系列RISC厂商，标志着高端服务器产品迈出了走向开放的第一步。走向开放的高端服务器将是平民化的，将带给这个世界更加廉价的强劲发展动能。此后，开放服务器在技术上还有很长的路要走。

以Intel为代表的开放服务器处理器还要在性能上继续提升。人们不要忘记，HP Integrity Superdome是携64颗Itanium 2才挫败32颗Power 4+的IBM P690，原因在于Power 4+采用了双核设计。未来Itanium系列的Tunglewood和Xeon系列的Tulsa都将走上多核的技术发展道路。多核技术除了提升运算性能外，还可以简化服务器架构技术，达到弱化I/O瓶颈的目的。据悉，2005年之后面世的Tunglewood将是现在最新Itanium 2性能的7倍，由此我们可以想像数年之后的服务器性能是什么样的。

当然，I/O瓶颈问题也必须解决。无论是HP的Alpha系列、IBM的Power系列、还是AMD的Opteron，都已经在处理器内部集成了强大的I/O功能，包括内存控制器、I/O总线接口、处理器互连接口。尤其Opteron，其较好的性能测试结果往往被归功于64位计算，其实更多的是得益于其强大的I/O功能。Itanium系列和Xeon系列迟早会走上这条发展道路，只不过在协调产业下游厂商时会多一点儿微不足道的困难。

真正有经济和技术双重实力与开放服务器技术一较长短的似乎也只剩下IBM了。预计2006年的Power 6处理器揭示了IBM的技术走向：Power 6将成为目前IBM p、i、z三个系列的通用处理器。这意味着，IBM要统一自己的服务器世界。不过，IBM通过Linux把自己的服务器世界与开放服务器世界相联接。IBM甚至认为，在未来的Power系列处理器上运行Windows也不无可能。

看来，人们在本世纪末真的要迎来一个开放、廉价而且动力澎湃的服务器世界了。

快乐生活

面向多媒体的家庭网络

随着数字信息技术越来越突破传统商用局限，以及消费电子产品本身的普遍数字化，家庭中正出现越来越多的以娱乐为中心的数字设备，以及数字化的家电产品。将这些设备以有线或无线方式连接成家庭内部局域网，以实现内容或互联网接入共享，或实现方便的相互控制等功能，便是业界正在构想并努力的数字家庭网络概念。

未来的家庭网络究竟是如何情形？业界正在技术研发、标准争执、市场推广和概念设计过程中进行着探索。从目前来分析，家庭网络呈现三个阶段的发展：首先是当前以PC为中心的家庭局域网，主要应用是几台计算终端交换数据和共享互联网接入；接下来，随着家庭中的音视频媒体播放、游戏机等娱乐设备开始具有网络接入能力（Wi-Fi、UWB等无线方式或传统有线方式），以及媒体适配器或家庭服务器的标准化定型，家庭网络将展开以媒体为中心的主流应用，例如客厅里的音响设备通过Wi-Fi无线连接来播放书房里PC上存储的MP3音乐，或数字电视接收的节目内容传送到PC上进行编辑和保存等；在更远的未来，通过家庭网关接入互联网的家庭网络，将可以进入远程控制应用阶段，人们对此的构想是：在下班的路上通过手机遥控提前打开空调，在办公室的PC上了解家中电冰箱里的食品还剩多少等等；此外，还将利用PC资源实现诸如加强家庭安全系统等自动化功能。

当前业界厂商普遍朝着以媒体应用为中心的家庭网络努力，并已有许多厂商率先推出了自己的原型产品（集中体现在家庭服务器的竞争上，例如Sony的“Cocoon”、Sharp的“个人服务器”、Toshiba的“TransCube 10”、NEC的“Dot Gate”以及LG的网络冰箱服务器等），这些产品在概念设计上可谓五花八门，并且缺乏统一的网络协议等标准进行规范。所以，行业规范的开发，对于在家庭网络的多台设备上方便地共享媒体内容成为目前突破的关键。对此，2003年6月份，由17家来自全球的知名厂商发起成立了数字家庭工作组（简称DHWG），其中包括Intel、Microsoft、IBM、HP、Nokia、Sony、Sharp、Panasonic和Fujitsu等。DHWG将利用现有的开放行业标准（例如互联网IP协议和Wi-Fi规范等），来促进各厂商产品之间的互通性，这无疑为处于一团迷雾的家庭网络市场树起了航标。此外，类似的组织还有家庭互联网联盟(IHA)，它也得到了IBM、HP、Motorola和Sun等产业巨头的加盟。

业界对家庭网络市场的增长普遍比较乐观，某权威市场研究机构甚至预计，今后5年之内全球的家庭网络市场规模将从当前的18亿美元增长至53亿美元，其中媒体网络市场在整个家庭网络市场中的比例将会从当前的6%增长至49%。

大屏幕显示竞妖娆

显示技术被认为是决定未来IT发展的三大基础技术之一，显示器厂商更是宣扬“未来IT将以显示为中心”，而大屏幕显示技术则是未来显示技术的重中之重。高清晰度数字电视、数字家庭、多媒体中心这些梦想的实现在很大程度上都将取决于大屏幕显示技术的发展。

投影机、等离子显示器(PDP)、液晶显示器(LCD)是目前大屏幕产品的3大主流技术，3种技术互有短长、三足鼎立。哪种技术将胜出并进入我们的未来生活呢？

从目前的价格来看，PDP和LCD技术的大屏幕成本过高，投影技术相对容易接受。投影技术有前投和背投2种方式。现在红红火火的背投电视由于可视角度、亮度、对比度、清晰度和体积结构等方面固有技术缺陷的存在，其未来的发展之路不会很长。相对于背投机，投影机的发展已经彻底完成了一次全面技术换代――CRT技术退出，LCD技术和DLP技术成为主流，前景光明。

PDP绝不是某些LCD厂商预言的“只是一种过渡性技术”，具有很多明显的技术优势，然而寿命问题也不容回避，前景还不明朗。

LCD技术在大屏幕显示领域还处于蹒跚学步阶段，在亮度、对比度、响应时间和视角方面比较薄弱。提高亮度、降低响应时间、提高视角成了未来几年LCD技术发展的重点。不过随着第5代和第6代LCD生产线在这2年相继投产，大屏幕LCD的成本降低颇具潜力。

OLED(有机电致发光二极管)技术被认为可能是未来LCD技术的替代者。OLED不仅在显示效果上超过LCD，在降低加工成本方面的潜力极其可观的。除了对材料和工艺方面的要求比LCD低近1/3外，OLED的加工工艺也比LCD简单。目前影响OLED技术发展的最大障碍是其寿命问题，目前只能达到5000小时。不过由于前景被众多研究机构和厂商看好，OLED的技术突破还是可以期待的。

FED(场发射显示) 技术也是被许多厂商看好的另一种未来大屏幕显示技术。该技术的显示原理类似于CRT，只是FED中的阴极射线管被场发射阵列平面阴极代替，实现了平面显示。FED在每个像素点后面不到3mm处都放置了成千上万个极小的电子发射器，在实现了平板显示器的轻薄结构的同时却继承了CRT的高性能，可以实现高亮度、高响应速度、真彩色、宽视野，性能优势是目前的几种平板显示技术所无法比拟的。

大屏幕显示技术的未来谁能胜出，目前还不明朗，但我们相信，未来将是一个精彩的大屏“视”界。

个人存储新格局

个人存储产品早已涵盖了光、磁和半导体这三大类存储技术。在未来，它们普遍的发展趋势将会是存储密度的持续提升、成本的持续下降，以及物理尺寸的进一步减小等等。

其中，个人磁存储设备的代表――移动硬盘主要将随着整个硬盘工业的发展而在容量上得到同步增长。各类半导体存储产品――无论是闪存盘还是数码设备中的存储卡，都将在摩尔定律支配下实现容量的不断跃升，近一两年内1GB甚至2GB的相关产品大量问世并依次成为主流。此外，诸如SD、xD-Picture、Memory Stick Duo等新一代的小型存储卡，将得到更多设备的支持，加快对CF、SM等传统存储卡的市场蚕食过程。常规的数据存储功能与MP3、数码录音等功能的整合，也是半导体存储产品已渐露端倪的发展趋势。

光存储具有廉价、灵活、通用和高容量等特点，是长期以来个人使用者接触得最多的存储形式。传统的各类光存储设备中，DVD-ROM取代CD-ROM已成现实，CD-RW、DVD-ROM及这两类设备的整合型――Combo，将会在DVD刻录成为主流之前还有一段时间的辉煌期。DVD刻录机是高度整合的产品，几乎将传统光存储的所有功能涵盖殆尽，因此随着驱动器和盘片成本的急剧下降，以及标准争议的渐趋缓解（“Dual”型双格式兼容产品大量出现，DVD+RW略胜一筹），其入主主流指日可待。

传统的DVD刻录并不是光存储发展的尽头，在其尚未普及之前已产生了继承者――蓝光DVD。蓝光DVD与当前DVD技术的最明显区别，在于前者采用波长为450nm的蓝紫色激光，通过广角镜头上比率为0.85的数字光圈，将聚焦的光点尺寸缩到更小程度；而后者采用650nm的红色激光和数字光圈为0.6的聚焦镜头，这使得蓝光DVD在存储单元尺寸、轨道间距等方面同时超越了红光DVD技术，结果便是存储容量翻越了6倍以上（红光DVD盘片单面单层4.7GB；蓝光DVD盘片单面单层27GB）。

若放眼未来的市场需求和应用，不可小视这一容量超越，高清晰度的数字电视节目内容便是蓝光DVD施展拳脚的首要领域，Sony、Toshiba等厂商已先后展示了自己的蓝光DVD存储系统。此外，更高的密度为光存储走向移动设备提供了更大可能性，Philips已展示了盘片直径只有3cm、存储容量高达1GB、驱动器长宽只有5.6cm和3.4cm的蓝光DVD原型产品。

其他热点

智能识别

2004年1月，北京市政府将开始发放具有指纹信息、虹膜特征等生物识别功能的市民卡。从2004年10月开始，目前免签进入美国的欧安成员国必须在其公民护照上采用生物识别技术，才能继续享受免签待遇……还没全面成熟的生物识别技术在明年就将被人们迫不及待地推上马了。

比尔・盖茨断言，利用人的生理特征，例如指纹、虹膜等来识别个人身份的生物识别技术，将成为今后几年IT产业的重要革新，市场潜力巨大。有机构统计，到2005年生物识别市场收入有望达到19亿美元。

与生物识别同样重要的还有手写识别、语音识别，这些智能识别技术都已经能够进入实用化，并从改变人机交互界面开始，一直渗透到人们的工作、生活和娱乐中。

未来键盘鼠标可能被手写笔替代，而人们主要的输入方式是声音。人们可以用语音让计算机在互联网上检索天气预报、股票价格等信息，计算机通过语音的方式告诉你结果。由于计算机可以识别你的声音等特征，你可以让它不听别人的指挥。

这样的理想还需要智能识别技术继续发展提高。

在生物识别方面，目前只有指纹识别很少发生拒识和误识，在信号采集、特征提取算法、匹配算法三个环节上都比较成熟。人像，虹膜和声纹识别等都没有在三个环节上全部过关。

在语音识别上，在理想环境下英语的识别率已经达到了惊人的95%。相比较，汉语识别率还相对较低。语音识别目前研究的重点在剥离背景噪声、方言识别等方面。语音识别目前与口型识别相结合，有望取得突破。

在手写识别上，相对简单的字母文字已经完全过关，中文识别的重点和难点在连笔、倒插笔等方面，目前这方面汉王公司已经取得了突破性成果。

不断进步的智能识别技术将使整个IT世界变得越来越人性化。

延续摩尔定律――半导体生产工艺的发展

半导体制造工艺的变革是最终用户无法看到的，但半导体制造技术却往往是决定IT产业产品性能和价格的最重要因素。

按照摩尔定律，芯片上的晶体管数量每2年翻一番。自从1965年首次提出摩尔定律以来，摩尔定律一直是电子和计算机领域的指导方针。

半导体制程逐年升级，从2001年的130nm生产工艺到2003年的90nm生产工艺，平均每2年就要上一个台阶，2005年的65nm工艺也近在眼前。此后在业界可以预见的范围内，45nm、32nm、22nm的生产工艺继续以这个速度推演到2011年。

制程技术提升后，漏电流成为技术难题。以Intel高端处理器为例，其漏电率高达40%，可以说漏电流问题已经成为微处理器升级到纳米技术后的最大障碍。为解决漏电问题，绝缘硅、硅锗材料先后被IBM、Intel、AMD等厂商采用。今后，不断研发出的新材料将会改善半导体漏电问题。

在半导体制造材料上，另有一种完全创新的思路：塑料。贝尔实验室和施乐研究中心的科学家们已经发现了用有机材料而不是硅来构造电子设备的一些方法。未来厂商们将能够在柔软的塑料上构造电子设备了，这些塑料设备比基于硅晶体管的设备更便宜，而且可以把电子设备与服装等日用品无缝整合。尽管现在看来塑料芯片的年代依然遥远，但是在OLED、电子纸走进现实之后，塑料芯片的时代或许就为期不远了，因为它们都采用类似于喷墨打印的方式进行印刷制造。

多极晶体管技术也是未来半导体制造技术的热点。目前每个晶体管只有一个电门，未来的晶体管将具有2～3个电门，增加了电流的控制能力。AMD、IBM、Intel等公司都在进行类似研究。从2005年65nm生产工艺开始，Intel就已经准备实施三门晶体管技术。

3D芯片技术是IBM率先公布的一项未来半导体制造技术。现在芯片中的晶体管都是单层铺设，而未来则会封装2～3层晶体管。这种封装工艺不仅可以提高单一芯片内的晶体管数量，而且可以把不同功能的芯片封装在一起构成完整系统。

不断提升的半导体生产制造工艺不仅使IT产品性能不断提高，在目前很多产品性能已经达到或超过普通大众需求的前提下，半导体制造工艺的使命已经部分转向了降低产品成本，使人们的IT消费更轻松、更趋多元化，让IT技术带给人们更多快乐生活。

第三代互联网――网格

网格这两个字似乎使人们觉得很深奥，其实网格只是新一代分布式计算的代名词，它扩展了开放式集群平台的概念，支持的计算设备从服务器扩展到了PC，并可通过互联网扩展到全球任何一个角落。

第三代互联网将基于网格，互联网分布式计算这种综合性的网格技术将在未来几年浮出水面，它将使全球数以百万计的系统作为一个巨大无比的计算资源来运行，并允许遍布全球的用户灵活地进行高性能计算。特别是把大量客户机作为网格的入口并开发开放的标准，任何组织都可以对台式机、集群或大型SMP系统上的闲置计算资源加以利用，任何人都可以把自己闲置的计算资源贡献给自己热爱和支持的公益事业和科研事业，人们也可以利用公共网格提供的资源进行目前难以想像的复杂计算。

除了互联网，网格计算也可用于企业，不过并不是说企业计算要全部转到网格上，至少现在我们还看不到这种迹象。只有对计算和存储资源有巨大需求的企业才真正有意义在网格的架构上建立信息系统。对于多数企业来讲，实现虚拟化存储的数据网格似乎更有意义，具有强大计算能力的企业网格只对少数需要密集计算、科学研究的企业有价值。

基于开放标准的网格计算还需要数年时间才可能大规模实施。首先面临的问题是标准化。尽管在核心技术上，由美国阿岗(Argonne)国家实验室、美国12所大学和机构合作开发的Globus Toolkit已成为网格计算事实上的标准，但全面的标准化还有待时日。其次，实现高效的网格计算，互联网带宽至少还需要提高10倍以上，并且需要宽带接入达到普及水平。再次，安全问题必须解决，因为网格是以资源共享为核心的，如何避免各种资源被不当利用，安全还是个大问题。

目前，网格主要停留在科研机构的高性能计算中，这里不需要期待标准。

片上系统给地球披上“电子皮肤”

Internet将向何处去？难道仅仅是网格吗？不仅仅如此。另外一种重要预测是：将会产生比PC时代多成百上千倍的智能设备，这些智能设备体积都非常小，小得甚至看不见，它们将与各种物理信息、生物信息相连接，通过Internet自动、实时、方便、简单地提供给需要这些信息的对象。这就是嵌入式Internet给我们描绘的未来。

确切讲，嵌入式Internet技术是一种将嵌入式设备接入Internet的技术，利用该技术可将Internet从PC机延伸到单片机，并实现基于Internet的远程数据采集、远程控制、自动报警、上传／下载数据文件、自动发送信息等功能，大大扩展Internet的应用范围。

将嵌入式系统与Internet结合起来的想法其实很早以前就有了，主要的困难在于，Internet上面的各种通信协议对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高，而嵌入式系统中除部分32位处理器以外，大量存在的是8位和16位MCU，支持TCP/IP 等 Internet协议将占用大量系统资源，或根本不可能。

随着超微型嵌入式应用技术的不断发展，以及半导体技术和系统设计方法的进步，在一个硅片上实现一个复杂的系统的时代已经来临，这种芯片称之为“片上系统”（System On a Chip，简称为SOC）。SOC是基于平台和模块的芯片设计方式，它不仅将改变传统的集成电路产业的现状，也使嵌入式Internet在经济性上成为可能。一些网络研究机构预测，将来在Internet上传输的信息中，将有超过50％来自具有Internet连接能力的片上系统。