科技公司寻硬盘替代技术 降低硬盘制造业资本预算

    溶解硅（Molten silicon）、设计分子（designer molecules），及母牛身上的蛋白质颗粒（protein globules）。有朝一日，这些材料可能会用在手机及PC的信息储存上。一些新创公司正在利用一些技术，希望借以强化或取代硬盘、快闪记忆卡等储存装置。这些新技术将让消费者得益，更重要的，将为制造商降低庞大的资本预算。 
  
    例如，英国的NanoMagnetics 公司已经开发出一种方法，可以将磁性粒子置入铁蛋白球体内──这是动物所产生的一种蛋白质。在排列组合一起之后，磁化的蛋白质就可以翻转成代表0 与1 的数字讯号。NanoMagnetics 创始人兼首席执行官Eric Mayes表示：“我去参加会议时，有人还会问我说，这是蛋白质成分，能吃吗？”
  
    就某层次来看，这些公司的任务显然有点像“天方夜谭”。硬盘厂商的财报一直处于亏损，直到最近，快闪内存的获利之路可能也证明不好走。不仅如此，这两个产业在新技术的采用上一向是相当保守的。
  
    不过，拥护者认为，环境已隐隐透露出，实验室的大门开始在打开。其中一个原因，成本效益比的方程序对制造商来说，越来越不合理。目前1GB 的硬盘容量平均零售单价在50美分左右。快闪内存价格跌得很快。但是，这些装置的制造工厂可能动辄数十亿美金的投资，研发经费也不在少数。
  
    7 月在旧金山所展开的Semicon West大会上，英特尔的技术策略总监Paolo Gargini 指出，由于所面临的成本及科学上的困难，芯片产业已经开始尝试性的朝向采用新制造技术与设计方法迈进。同时，拥护者也宣称，他们能够达到比现有技术还高的储存密度。
  
    “我可以想见到，我们所能够做的每颗芯片容量比现有的高20至50倍。”Nanochip（纳米芯片）首席执行官Gordon Knight 在提到快闪内存厂商时表示。
  
    散热问题
  
    对于大多数半导体制造商来说，“热”是个问题，但这却是Nanochip的关键。一个极细微的探针在一片硅上巡回，快速的将硅点上的温度加热到摄氏600 度。几乎在同一时间里，探针下的硅晶体变型，被读为0 ；在冷确之后再次结晶化，然后这一区的伫列器就会变成1。
  
    以这种材料的利用方式来储存信息，是属于“Ovonics ”电子学的研究领域。这个观念类似于IBM 的Millipede 技术，但是用以改变底层媒体的是不一样的程序，而且所用的探针也较少，Knight表示。支持这项技术的人宣称，由于所利用的信息读写工具的不同，因此，Ovonic媒体虽然类似于CD和DVD ，但是可以储存更多信息。例如，以这个例子来看，微探针非常非常的小，进一步也减少了记忆储存的位置。用来读取CD信息的红色镭射，光束是500nanometers （纳米）长。微探针可能可以做到20纳米。
  
    虽然完整的原型产品还未做出，不过Nanochip向投资者展示了1 平方公寸的芯片可以储存1TB 的信息。商品化的芯片推出之后，可能有50GB的储存空间，而且，口香糖大小的芯片，要比现有的桌面型电脑用的3.5 寸硬盘机要小太多了。早期的产品可能会直接与现有的迷你硬盘机（minidrives）直接竞争，目前迷你硬盘的容量为1GB 到4GB.明年可望能将样本送交给客户，大量生产预计在2006年。
  
    “速度会是个问题，因为可能涉及到机械的问题。我们受到了促动器速度的限制。”他表示，这种技术很可能和NAND快闪技术相竞争。
  
    储存密度对消费者有吸引力的同时，制造商更关心的是制造成本的问题。这种装置的促动器大小约在10微米（microns ）至20微米长之间，相较于现有芯片的90纳米，大了很多。理论上，制造商可以利用1990年代早期的生产工具来生产。
  
    就机械的角度来看，这样相当小，但是就印刷电路的角度来看，相当大。Knight表示。就过去的历史来看，这有点困难。英特尔联合创始人Gordon Moore曾经预测Ovonics 的光明未来，这个预测在1970年代就预测的未来目前尚未实现。
  
    充份发挥分子潜力
  
    让每个分子作用──这是Denver的ZettaCore 的观念。
  
    电脑内的内存基本上是以电子的充电来储存信息，类似于现有的蓄水池原理。但是，就像家里的海绵一样，并不是每个空隙都完全发挥了吸水的潜力。
  
     ZettaCore 设计出一种复杂的分子，可以保存或释放出八个电子。依所保存的电子数量，每个特定的分子之间将会有电压的差别，如此就可以读成为数字信息。单一的分子可代表4 位的信息，相较之下，现有较大的快闪内存芯片里一次只可以保存2 位的信息。
  
    “分子行为很类似，但是基本的差异在于特定区域里的充电量更大。”在哈佛大学教天体物理学的该公司首席执行官Randy Levine表示。 “每样东西都有贡献。”就Nanochip的技术来看，其效益来自两方面：在更小的空间里储存更多的信息，以及晶电工艺更便宜。
  
    母牛也能股票分红？
  
    英国剑桥的NanoMagnetics 是众多要以生技来改进电子学的新创公司之一。
  
    “我们取得微小的锈粒子，并让蛋白质球携带。拿出锈，然后放进白金合金，或是其他金属物质。”接着就可用来代表0 与1 的信息。该公司创始人及首席执行官Mayers解释。“每个粒子的大小都完全一样。”该公司还取得了另一种携带蛋白质──铁蛋白。
  
    “我们从动物身上取得，”他表示。人类也制造铁蛋白，不过NonoMagnetics 不从员工身上取得铁蛋白，而是向胶原蛋白厂商购买来自母牛的铁蛋白。不过这家公司目前正尝试要在实验室中制造，Mayes 开玩笑表示：“因为我太太是吃素的。”
  
    就大小来看，铁蛋白比较小。单一的球体直径为12纳米，而内部的空洞是8 纳米。相较之下，AIDS病毒是50纳米直径。NanoMagnetics 还看上了DNA 保护系统（DPS ）蛋白质，做为载体（carriers）来看，甚至更小。
  
    Seagate 和IBM 等厂商也已经有类似的实验，在类似于橄榄球的物质上涂上一层磁性粒子。但是，蛋白质可以忍受更高的温度，因此可以在工艺当中可以维持较稳定的形状和相对位置。他表示。
  
    虽然公司在尝试各种可能的商业模式，但现在希望能够与既有的厂商合作将这种技术整合到完成的产品里。今年年底可能公布可以在2006 年底量产的合同。目前亚洲的一家大厂正在测试。
  
    Mayes 表示，这种物质可以用来生产几GB的芯片，未来可能让手机可以储存电影。但和其他公司一样的，最大的困难可能是如何说服大厂的采用。Nantero 已经研究出一种以碳纳米管（carbon nanotubes）制造晶体管的方法。
  
    这种技术利用了两种特性：纳米管的弯曲特性，以及碳分子间的强大拉力。在Nantero 的内存设计里，碳纳米管带悬浮在一片片的碳上。在“关”的状态，纳米管带并未接触到碳；在“开”的状态，纳米管弯曲，黏附在碳上。电流及内存则借以伫列为1 的信息。
  
    Nantero 的内存比SRAM还快，该公司首席执行官Greg Schmergel表示。Nantero 成功授权了技术给LSI Logic 及BAE Systems。