В целом можно констатировать, что внедрение нанотехнологий в промышленное производство датчиков началось и это направление развития новейших технологий является весьма перспективным. Разработчики аппаратуры добились больших научных успехов, однако для создания настоящего коммерческого рынка им предстоит преодолеть ряд серьезных препятствий, связанных как со стоимостью используемых материалов и создаваемых устройств, так и с повышением их надежности. Кроме того, конструкторам следует обратить внимание на придание нанодатчикам соответствующей формы и их совмещение с уже существующей техникой. В ближайшие годы, по-видимому, процесс производства и внедрения нанодатчиков может приобрести массовый характер, и они начнут использоваться для контроля самых малых и распространенных объектов. Некоторые специалисты мечтают о введении нанодатчиков в отдельные клетки организма и т. п., другие ставят перед собой очень серьезные научные задачи, надеясь, что датчики нового типа позволят им количественно и качественно изучать процессы молекулярного взаимодействия, наблюдать кинетические явления на атомно-молекулярном уровне и т. д. В практической жизни можно ожидать, что очень крупные системы будут снабжаться огромным числом встроенных или вмонтированных нано– и микродатчиков, которые позволяют, с одной стороны, отслеживать состояние отдельных материалов или элементов системы, а с другой – анализировать общее состояние системы и эффективность ее работы.
Обобщая сказанное, хотелось бы подчеркнуть, что нанотехнологии представляют специалистам в области создания датчиков, сенсоров и всех других контрольно-измерительных приборов и элементов уникальные (можно даже сказать, исторические) возможности весьма существенного повышения эффективности уже существующих устройств, а также создания множества новых разнообразных датчиков для промышленного и коммерческого внедрения. В заключение следует указать, что эта глава написана на основе статьи «Нанотехнологические датчики: возможности, реальные достижения и приложения», опубликованной в ноябрьском номере (2003 год) журнала
Вот уже несколько десятилетий микроэлектроника является одной из главных движущих сил развития науки и промышленности, обеспечивая непрерывный рост возможностей и эффективности вычислительной техники, а также создание огромного разнообразия все более дешевых и коммерчески привлекательных товаров. Характерной особенностью ее развития является знаменитый закон Мура (предложенный еще в 1965 году Гордоном Муром, одним из основателей фирмы Intel), в соответствии с которым плотность монтажа транзисторов на чипе должна возрастать примерно вдвое каждые два года. Этот закон давно стал символическим «метрономом», определяющим темпы развития микроэлектроники, и публика настолько привыкла к его существованию и справедливости, что некоторые экономисты даже используют его при оценках роста производства конкретных полупроводниковых товаров или объема будущих секторов рынка, связанных с коммерческими изделиями на их основе.
При всем уважении к этому закону, необходимо признать, что эта парадигма развития уже исчерпала себя, а развитие транзисторов и других полупроводниковых устройств в соответствии с законом Мура упирается в ограничения физических законов природы. Кривая, описывающая параметры микроэлектронных устройств, неизбежно выходит на пологую часть так называемой S-образной кривой роста, а единственным (и очень удачным) выходом из создавшего положения представляется развитие нанотехнологий, способных обеспечить дальнейший прогресс вычислительной техники. Однако следует помнить, что основу промышленности составляют огромные компании, имеющие собственные корпоративные интересы и обладающие гигантскими производственными мощностями, стоимость которых трудно представить. Несмотря на всеобщую заинтересованность в новых технологиях, такие корпорации никогда не станут экспериментировать с инновациями, то есть вкладывать большие деньги в развитие нанотехнологий, пока не получат убедительных доказательств их действенности и способности приносить прибыль.
В этой главе обсуждаются общие вопросы состояния микроэлектронной промышленности, стратегия развития нанотехнологических производств, а также коммерческие перспективы некоторых новых устройств и товаров. В конце главы рассматриваются возможности фотоники, которая сейчас выступает одним из главных претендентов на роль того «лидера» среди существующих технологий, который сможет обеспечить дальнейший прогресс вычислительной техники в соответствии с критериями закона Мура.
