나노기술이 정보통신기술(ICT)을 혁신하는 방식

정보통신기술은 높은 혁신율을 가진 중요하고 빠르게 성장하는 산업 부문입니다. 기존 전자공학에서 나노기술 전자공학으로의 전환을 통해 엄청난 진전이 이루어졌습니다. 나노기술은 정보통신기술에 엄청난 변화를 가져왔습니다.

혁신 분야

나노기술로 인한 정보통신기술의 혁신은 두 단계로 일어날 수 있습니다. 첫 번째 단계는 기존 마이크로 구조를 나노기술의 경계로 가져가는 톱다운 미세화 접근법입니다. 두 번째는 장기적으로 자가조직화 공정을 사용하여 회로와 시스템을 조립하는 나노전자공학과 나노시스템 엔지니어링이 바텀업 방식으로 등장할 것입니다.

개발 현황

강력한 무선 기술과 결합된 초집적 (광)전자공학이 저가격 대량 제품으로 개발되고 있으며, 초소형화, 혁신적인 센서 설계, 저렴하고 강력한 폴리트론 회로 생산, 미래 DNA 컴퓨팅을 위한 나노기술 활용 새로운 시스템 아키텍처(생화학적 공정 인터페이스), 효율적인 고전적 알고리즘이 없는 문제를 해결할 수 있는 양자 컴퓨팅이 개발되고 있습니다. 나노전자 구성 요소의 발전으로 군사 및 정보 응용을 위한 양자 암호화가 등장하고 있습니다.

메모리 저장

나노기술 출현 이전 메모리 저장은 트랜지스터에 의존했지만, 이제는 작은 공간에 대량의 데이터를 저장하기 위해 재구성 가능한 어레이가 형성됩니다. 예를 들어, 자기 RAM과 공명 터널 요소가 논리 회로에 도입될 것으로 예상됩니다. 메모리 저장 장치의 모든 단일 나노비트가 정보 저장에 사용됩니다. 탄소 나노튜브나 유기 거대분자 기반 분자 전자공학이 사용될 것입니다.

반도체

나노 증폭과 칩 임베딩은 전기 흐름을 유지하고 중화할 수 있는 반도체 장치 구축에 사용됩니다. 집적 나노회로는 실리콘 칩에 사용되어 프로세서 크기를 줄입니다. 중기적으로 성공을 약속하는 접근법에는 예를 들어 빠른 단일 플럭스 양자(RSFQ) 로직이나 단일 전자 트랜지스터가 포함됩니다.

디스플레이 및 오디오 장치

나노기술의 도움으로 디스플레이 장치의 화질과 해상도가 향상되었습니다. 이러한 장치의 나노 픽셀화는 화면을 실제처럼 느끼게 합니다. 마찬가지로 오디오 장치의 주파수 변조는 신호의 10억 분의 1 비트까지 디지털화되었습니다.

데이터 처리 및 전송

데이터 처리 및 전송 분야에서 전자, 광학, 광전자 구성 요소의 개발은 제조 기술 분야에서 더 낮은 비용이나 더 정밀한 공정으로 이어질 것으로 예상됩니다. 현재 지배적인 CMOS 기술을 위한 양자점과 탄소 나노튜브를 사용한 나노스케일 논리 및 저장 구성 요소 개발이 이루어지고 있습니다. 포토닉 결정은 순수 광학 회로의 기초로서 빛(포토닉스) 기반 미래 정보 처리에 잠재력을 가지고 있습니다. 분자 전자공학에서 나노기술은 원자 수준에서 새로운 특성을 가진 전자 구성 요소를 조립하는 데 사용될 수 있으며, 잠재적으로 높은 패킹 밀도 등의 이점이 있습니다. 양자 역학적 효과, 새로운 아키텍처, DNA 컴퓨팅이라 불리는 새로운 생화학적 컴퓨팅 개념을 기반으로 더 작고 빠르고 더 나은 구성 요소가 가능합니다. "양자 신기루" 효과라고 불리는 새로운 현상은 미래 나노스케일 전자 회로 내 데이터 전송을 가능하게 할 수도 있습니다. 와이어를 사용하기에는 너무 작은 회로에서 말입니다.

미래 나노기술 분야

나노기술은 다음 산업 혁명이며 통신 산업은 미래에 나노기술로 근본적으로 변모할 것입니다. 나노기술은 통신, 컴퓨팅, 네트워킹 산업에 혁명을 일으켰습니다. 떠오르는 혁신 기술은 다음과 같습니다.

• 새로운 광학, 전기, 자기 특성을 가진 나노소재
• 더 빠르고 작은 비실리콘 기반 칩셋, 메모리, 프로세서
• 양자 컴퓨팅 기반 새로운 과학 컴퓨터
• 고급 현미경 및 제조 시스템
• 더 빠르고 작은 통신 스위치, 광 스위치 포함
• 플라즈모닉스 및 기타 양자 수준 현상 기반 고속 전송 현상
• 나노스케일 MEMS: 마이크로-전기-기계 시스템