Перспективные технологии: итоги и прогнозы

Сергей Асмаков, Наталия Елманова, Сергей Пахомов, Олег Татарников

Технологии, применяемые в корпоративном секторе

Анализ бизнес-процессов и управление ими

Инфраструктура бизнес-приложений

Управление данными

Средства повышения эффективности работы и поддержки принятия решений

Программное обеспечение для информационной безопасности

Программное обеспечение с открытым кодом

Управление предоставлением ИТ-услуг

Web-технологии

Электронные дисплеи

OLED- и LEP-дисплеи

3D-дисплеи на базе ЖК

Электронные чернила (e-ink)

Дисплеи на базе бистабильных ЖК-структур

Дисплеи на базе технологий SED, FED и NED

LCoS

IMOD

Пикопроекторы

Интерфейсы «компьютер — человек»

Автоматизированный синхронный перевод (Speech-to-Speech Translation)

Распознавание речи на ПК

Распознавание речи для мобильных устройств

Синтез речи

Машинный перевод

Распознавание рукописного текста

Распознавание жестов (Gesture Recognition)

Поиск на естественном языке

«Умные» ткани (Fabric Sensors)

Интерфейс «мозг — компьютер»

Телекоммуникации

Системы платежей на базе бесконтактных чипов (NFC)

Сотовые сети четвертого поколения (4G)

Цифровое телевидение высокой четкости (HDTV)

Цифровое ТВ для мобильных телефонов

Интернет-телевидение (IPTV)

Телеприсутствие (Telepresence)

Технологии обработки данных с учетом местоположения (Location-Aware Technology)

Сервисы, базирующиеся на местоположении (Location-Based Services)

Технологии на замену кремния

Молекулярные транзисторы

Транзисторы на углеродных нанотрубках

Технологии создания элементной базы

ЕUV-литография

Иммерсионная литография (Immersion Lithography)

Литография с двойной экспозицией

Промышленная струйная печать

Перспективные технологии памяти

Полимерная память (PFRAM)

Память с изменением фазового состояния (PRAM)

Магнитная память (MRAM)

Альтернативные источники питания

Компактные топливные элементы

Беспроводные зарядные устройства

Миниатюрные виброгенераторы

 

Создание новых технологий, их развитие и воплощение в коммерчес­ких продуктах — процесс непрерывный и закономерный. Без новых технологий остановился бы технический прогресс, а рыночную экономику ждал бы неминуемый коллапс. Однако каждая из новых разработок имеет свои особенности и определенный потенциал. Если одни могут лишь незначительно улучшить существующие решения, то другие способны совершить настоящий переворот в той или иной отрасли ИT-индустрии. Можно ли заранее оценить перспективность той или иной технологии?

К счастью, новые технологии появляются не каждый день. Это оставляет нам шанс разобраться в них раньше, чем они устареют и сойдут со сцены. Адекватная оценка потенциала готовящихся к выходу на рынок технологий важна для всех: пользователи получают стимул приобрести продукты с принципиально новыми возможностями, производители — расширить и разнообразить линейку предлагаемых решений, а бизнесмены — сделать выгодные инвестиции и получить хорошую прибыль.

Самостоятельно разобраться во всем многообразии современных ИT-технологий довольно сложно, и здесь на помощь приходят аналитики, обобщающие поток поступающих из различных источников данных и представляющие их в доступной для понимания форме. Одним из наиболее наглядных способов систематизации данных о развитии каких-либо процессов является графическое представление. Специалисты агентства Gartner, одного из ведущих мировых центров в области анализа современных ИT-технологий, создали графическую модель для представления данных о развитии новых технологий. Она получила название Hype Cycle, которое можно перевести как «цикл ажиотажа».

В соответствии с концепцией данной модели каждая новая технология в процессе своего развития проходит пять стадий, соответствующих определенной области графика (см. рисунок). Рассмотрим особенности каждого из этих периодов.

  1. Восход надежд — область концептуальных технологий, обладающих, по мнению аналитиков и разработчиков, самым высоким потенциалом. Их ценность, как правило, не вызывает вопросов, но они являются еще недостаточно зрелыми для привлечения больших инвестиций и внедрения в коммерческих продуктах.
  2. Пик завышенных ожиданий — на этой стадии начинается массированная пропаганда преимуществ новой технологии в СМИ, привлекающая внимание общественности, а также потенциальных инвесторов и производителей. Стоит отметить, что подобные информационные кампании редко обходятся без ловких подтасовок и даже откровенных спекуляций: аналитики с энтузиазмом составляют радужные отчеты о перспективах (зачастую умалчивая об уже известных недостатках и ограничениях) и строят убедительные графики, наглядно иллюстрирующие неизбежность вытеснения традиционных технологий по мере повсеместного внедрения новинки. Инвесторы, соблазненные грандиозными перспективами, начинают вкладывать средства в исследовательские работы и создание работающих прототипов; конкуренты, почуяв запах денег, предлагают собственные клоны данного решения. Как правило, основания для оптимизма в большинстве случаев действительно есть, однако их масштабы сильно преувеличены. Инвестиции на данном этапе рискованны, так как потенциал технологии может быть сильно переоценен. В некоторых случаях широко разрекламированное решение и вовсе оказывается пустышкой, сознательно раздутой для получения крупных грантов под те или иные исследования, представляющие интерес исключительно с точки зрения развития академической науки.
  3. Котловина разочарований — после относительно недолгого периода раскрутки новинка либо сходит со сцены, либо занимает свое место в существующей инфраструктуре рынка. Энтузиазм сходит на нет, незадачливые инвесторы подсчитывают убытки, аналитики пишут отчеты о причинах неудач, а в глазах конечных пользователей широко разрекламированное решение быстро теряет былую привлекательность. На этой стадии формируется негативное отношение к технологии, которая, с одной стороны, уже утратила статус новинки, а с другой — еще не продемонстрировала инвесторам и потенциальным пользователям свои убедительные преимущества по сравнению с существующими решениями. В процессе тестирования первых прототипов выявляется ряд серьезных недостатков, которые отпугивают заинтересованных производителей. Мыльный пузырь, раздутый в СМИ вокруг перспективной разработки, лопается. Количество публикаций и упоминаний резко идет на убыль, и у многих создается впечатление, что данная технология ушла со сцены. В то же время этот этап является наиболее привлекательным для инвесторов, так как перспективы применения данной технологии постепенно проясняются, а разработчик (или обладатель прав на изобретение) становится более сговорчивым в связи со спадом интереса к технологии.
  4. Подъем жизнестойкости — начинается новая стадия исследований, в ходе которой разработчики устраняют выявленные ранее недостатки, а также оптимизируют технологический процесс с учетом требований серийного производства. Набирает обороты процесс внедрения технологии в коммерческих продуктах. По мере роста количества пользователей и примеров успешной реализации данного решения наступает признание — сначала в среде специалистов, а затем и общественности. Инвестиции на данном этапе наименее рискованны, однако существует опасность другого рода. Именно в этот момент крупные игроки соответствующего сегмента рынка стремятся поглотить небольшую компанию, сумевшую довести перспективную разработку до стадии предсерийного или серийного производства. Иногда это делается для того, чтобы заполучить данную технологию для использования в собственных изделиях, однако нередко подобные сделки являются самым простым способом устранить потенциального конкурента и предать оригинальное изобретение забвению. Иногда небольшие компании-разработчики на этом этапе трансформируются в акционерные общества и входят в альянсы с одним или несколькими крупными игроками соответствующего сегмента рынка.
  5. Плато продуктивности — на этой стадии технология выходит на промышленный уровень и становится стабильно прибыльной, универсальной, общепризнанной и широко применяемой.

Стоит отметить, что продвижение каждой отдельно взятой технологии по кривой описанной графической модели происходит неравномерно. В разные периоды времени скорость продвижения может варьироваться в значительных пределах. Не все технологии последовательно проходят все пять этапов. Некоторые способны перескочить через тот или иной этап; другие же периодически возвращаются на исходные позиции и начинают свой путь заново (такой цикл может повторяться несколько раз).

 

Рисунок

Графическое представление модели Hype Cycle

Многие считают, что в современных условиях залогом успеха является первенство выхода на рынок с какой-то новой идеей или изобретением. Но в реальности очень часто рыночная ниша для новой технологии оказывается слишком узкой, а компании-производители, ухватившиеся за «перспективную» разработку и вложившие в ее развитие свои средства, слишком поздно это понимают. В ряде случаев потенциальные клиенты и партнеры оказываются просто не готовыми к применению новых технологий.

Но даже если ниша достаточно велика и рынок готов к принятию новой идеи, то разработчикам необходимо тщательно следить за действиями конкурентов, работающих над воплощением похожих решений. Компании, которые не могут постоянно разрабатывать новые способы эффективного использования своих ресурсов, отбрасываются на обочину рынка, где им остается бороться только за стремительно сокращающиеся рыночные ниши.

В этом обзоре, состоящем из нескольких тематических статей, мы рассмотрим технологии, которые упоминались аналитиками в 2009 году в числе наиболее перспективных.

Технологии, применяемые в корпоративном секторе

Настоящий раздел посвящен технологиям и программному обеспечению, применяемому в корпоративном секторе, и изменениям в их развитии, произошедшим в течение прошедшего года.

 

Рисунок

Подробнее об этих технологиях можно прочесть в статье «Перспективные технологии: итоги и прогнозы», опубликованной в январском номере прошлого года.

Анализ бизнес-процессов и управление ими

Моделирование и анализ бизнес-процессов используются совместно бизнес-пользователями и ИТ-специалистами с целью усовершенствования самих процессов и их ИТ-поддержки. В последние годы средства моделирования и анализа бизнес-процессов активно применяются в проектах разработки и внедрения информационных систем, анализа и совершенствования процессов и систем управления предприятиями, разработки стратегии развития предприятий и систем мотивации персонала. Хотя, как мы и предполагали год назад, в условиях экономического кризиса ряд компаний в 2009 году отказывался от подобных проектов, программное обеспечение данного класса продолжало активно развиваться в направлении расширения рынка за счет недорогих решений (отметим хотя бы выход бесплатного средства моделирования бизнес-процессов ARIS Express в августе 2009 года). Рынок соответствующих проектов также претерпел определенные изменения — основными их направлениями стали совершенствование процессов, направленное на снижение затрат на ИТ-инфраструктуру или на персонал и содействие в сертификации на соответствие одному из стандартов качества с целью получения конкурентного преимущества.

Согласно прогнозам аналитиков, массовое применение средств управления бизнес-процессами (нередко называемых workflow-системами) начнется только через несколько лет. Тем не менее интерес к этим технологиям высок, несмотря на непростую экономическую ситуацию, поскольку их применение позволяет существенно сократить затраты компаний на персонал, поэтому следует ожидать дальнейшего их развития.

Средства управления бизнес-правилами сегодня по-прежнему вызывают неослабевающий интерес. Хотя наиболее очевидной сферой их применения по-прежнему являются крупные предприятия, в основном в финансовом секторе, стоит ожидать постепенного роста интереса к ним, ввиду их неплохих возможностей, при поддержке принятия решений.

Инфраструктура бизнес-приложений

Виртуализация сегодня активно применяется в широком спектре различных отраслей для решения самых разнообразных задач. За десять с небольшим лет, которые она используется на платформах, отличных от мэйнфреймов, применение этой технологии и в серверном, и в клиентском вариантах стало по-настоящему массовым за счет возможности более эффективного использования дорогостоящего аппаратного обеспечения и сотрудников ИТ-служб. За прошедший год интерес к этим технологиям резко возрос в связи с появлением множества надежных и защищенных решений, легко внедряемых в корпоративную среду. В наступающем году следует ожидать дальнейшего роста интереса к этому направлению со стороны компаний самого разного масштаба во всех отраслях.

Архитектура, ориентированная на сервисы (Service-Oriented Architecture, SOA), постепенно становится популярной за счет пересмотра ИТ-стратегий в компаниях, на развитие которых кризис оказал негативное влияние. Основная причина интереса к SOA — желание сохранить на еще какое-то время унаследованные приложения, отложив их замену.

Платформы Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE) и Microsoft .NET сегодня являются лидирующими технологиями создания бизнес-приложений. Окончательный выход обеих платформ на плато продуктивности можно считать состоявшимся и не подверженным влиянию экономической турбулентности.

Cloud Computing (архитектура приложений, основанная на их выполнении на серверах удаленных центров обработки данных, в так называемом «облаке») сегодня, согласно утверждениям многих аналитических компаний, находится на пике завышенных ожиданий. Хотя перенос приложений в «облако» позволяет отказаться от локальных серверов и тем самым сократить затраты на аппаратное обеспечение и обслуживание приложений, во многих компаниях такие решения не считаются пока стопроцентно надежными из-за ненадежной технической инфраструктуры и недоверия к имеющимся средствам обеспечения безопасности и конфиденциальности данных.

Управление данными

Архитектуры, основанные на службах данных (Data Service Architectures), являются составной частью стратегических планов многих производителей СУБД и ПО промежуточного слоя. Нередко эти архитектуры основаны на технологиях Cloud Computing. На данный момент интерес к данным технологиям растет, и они приближаются к пику завышенных ожиданий.

Хранилища данных бизнес-приложений (Business Application Data Warehouses) сегодня являются весьма распространенным компонентом корпоративных решений. В последнее время было внедрено немало решений с подобными хранилищами, несмотря на довольно высокую стоимость подобных проектов. Можно сказать, что данная технология практически достигла плато продуктивности.

Linux как платформа для СУБД используется в последнее время весьма активно благодаря серьезным вложениям в него со стороны производителей СУБД (таких как Oracle, IBM, Sybase, Teradata) и поставщиков аппаратно-программных решений (таких как Dell, HP, IBM) и за счет относительно невысокой совокупной стоимости владения подобными серверами по сравнению с Windows- и UNIX-платформами. На данный момент можно считать эту технологию вышедшей на плато продуктивности.

К управлению информационными активами предприятия (Enterprise Information Management), о котором много говорили в предыдущие годы, интерес несколько спал.

Отметим, что, хотя производители программного обеспечения нередко используют термин «управление информационными активами предприятия» в маркетинговых целях, реальное осуществление подобного управления требует выполнения комплекса мероприятий, зачастую весьма дорогостоящих. Впрочем, в будущем следует ожидать постепенного развития этих технологий и соответствующих продуктов, поскольку в целом интерес к управлению информационными активами может возрасти из-за необходимости исключить риск утраты части знаний и компетенций.

Управление информационным наполнением (Enterprise Content Management, ECM) как набор мероприятий и технологий за последнее время перестал быть чем-то выдающимся — внедрение подобных решений сейчас происходит достаточно активно, и вполне можно считать, что соответствующие технологии уже вышли на плато продуктивности.

Средства повышения эффективности работы и поддержки принятия решений

Технологии поиска в медиаданных (Rich-Media Search) пока недостаточно развиты, однако в некоторые из них, такие как распознавание речи, поиск субтитров в видеоданных, поиск в веб-страницах, вкладываются немалые средства, поскольку данные технологии могут стать факторами успеха поисковых и мультимедийных порталов. В последнее время эти технологии развиваются довольно активно, и интерес к ним быстро растет.

Открытые форматы офисных документов (Open XML, OpenDocument), такие как Office Open XML File Formats (OOXML) и Open Document Format for Office Applications, на данный момент уже активно используются во многих решениях и стали вполне обыденным явлением. Несмотря на определенный спад интереса к ним, в ближайшее время следует ожидать выхода этих технологий на плато продуктивности.

Офисные пакеты на основе Web 2.0 (Web 2.0 Office Productivity Suites), представляющие собой веб-приложения, обеспечивающие функциональность, сходную с функциональностью настольных офисных приложений, в последнее время претерпели заметное развитие. Так, подобные приложения анонсированы и продемонстрированы в ожидаемой в ближайшие месяцы новой версии Microsoft Office.

Хотя указанные технологии приобретают определенную популярность, не стоит ожидать полного вытеснения ими настольных приложений еще как минимум в течение нескольких лет. Тем не менее стоит ожидать их активного применения и развития, поскольку потребность в подобных решениях очевидна.

Платформы для бизнес-анализа (Business Intelligence Platforms) в качестве основы для построения аналитических приложений сейчас являются составной частью многих бизнес-приложений. Эта область продолжает быстро развиваться под влиянием новых технологий и концепций, и можно считать ее вышедшей на плато продуктивности. Примерно то же самое можно сказать и о технологии применения Excel как клиентской части аналитических приложений — эта технология получила дальнейшее развитие в ожидаемой в ближайшие месяцы новой версии Microsoft Office.

Учитывая огромную популярность Excel и относительно невысокую стоимость решений на его основе, следует ожидать рост интереса к этому продукту как к клиентской части аналитических приложений в качестве альтернативы более дорогим решениям.

Программное обеспечение для информационной безопасности

Управление цифровыми правами в корпоративном секторе (Digital Rights Management, DRM) хотя и развивается, активного применения этих технологий, видимо, в ближайшее время ожидать не стоит. На рынке же приложений для домашних пользователей подобные технологии в составе средств защиты от копирования защищенного цифрового контента применяются довольно активно. В целом выход технологий подобного класса на плато продуктивности уже не за горами.

Технологии распределенного управления идентификацией (Federated Identity Management) для доступа к разным серверам, службам и доменам сегодня используются очень широко благодаря появлению реализующих их решений ведущих производителей ПО, а также услуг аутсорсинга служб управления идентификацией. До выхода этих технологий на плато продуктивности осталось совсем немного.

Технологии доступа с помощью единой «точки входа» (Enterprise Single Sign-On) сегодня применяются довольно активно, поскольку во многих компаниях они существенно уменьшают стоимость обслуживания пользователей и повышают эффективность их работы. Эти технологии уже вышли на плато продуктивности.

Технологии мониторинга и предотвращения активности приложений (Application Activity Monitoring and Prevention), такие как взаимодействие с пользователем, выполнение транзакций и т.д., предназначены для выявления и предотвращения подозрительных действий, не соответствующих политике безопасности. В настоящее время наблюдается бурный рост интереса к подобным технологиям, возможно, завышенного.

Технологии управления доступом к сети (Network Access Control) предназначены для проверки состояния безопасности подключаемого к сети устройства и мониторинга уже подключенных устройств и генерации политик безопасности по отношению к устройствам на основе их состояния. На данный момент реализации этих технологий применяются весьма активно, хотя выход их на плато продуктивности — пока вопрос будущего.

Программное обеспечение с открытым кодом

Серверы приложений J2EE с открытым кодом (Open-Source Java EE Application Servers) представляют собой достаточно серьезную альтернативу коммерческим серверным платформам и применяются очень активно. Эти технологии уже можно считать вышедшими на плато продуктивности. То же самое можно сказать и о серверных операционных системах с открытым кодом — благодаря участию в создании и поддержке подобных операционных систем лидеров рынка программного обеспечения, таких как Novell, Oracle, HP, IBM, SGI, Unisys, подобные операционные системы сейчас широко используются в качестве серверных платформ для кластерных СУБД, веб-приложений, корпоративных серверов приложений и файловых серверов на различных аппаратных платформах. Особенно это касается операционной системы Linux и ее применения в качестве файловых серверов, серверов печати, платформы для серверных СУБД, веб-приложений, J2EE-решений, в том числе для приложений с высокими требованиями к надежности и доступности. Интерес к данной операционной системе растет за счет невысокой стоимости внедрения решений с использованием серверных версий Linux.

Будучи весьма популярной в качестве серверной платформы, Linux как настольная ОС пока применяется не очень часто, но за счет низкой совокупной стоимости владения в последнее время растет интерес к ней как к платформе для специализированных приложений и устройств (таких как платежные терминалы, смартфоны, устройства для чтения электронных книг).

Среди средств разработки с открытым кодом сегодня существуют комплексные среды разработки, не уступающие по своим возможностям коммерческим продуктам, в частности созданные в рамках проекта Eclipse. Следует ожидать расширения сферы применения подобных инструментов.

Управление предоставлением ИТ-услуг

Такая область, как управление предоставлением ИТ-услуг, включает методологии управления ИТ-услугами, а также программное обеспечение для его поддержки.

Control Objectives for Information and Related Technology (CobiT) — набор процессов для формирования целей ИТ и аудита ИT-услуг с целью проверки их соответствия требованиям компании. В настоящее время эта область претерпевает неизбежный спад интереса к ней после достижения пика завышенных ожиданий, хотя проекты внедрения процессов CobiT, возможно, будут реализовываться в некоторых компаниях.

В отличие от относительно новых рекомендаций CobiT, рекомендации библиотеки Information Technology Infrastructure Library (ITIL) передового опыта оказания ИТ-услуг применяются во многих крупных компаниях и учтены во многих продуктах для управления ИТ-инфраструктурой (HP OpenView, IBM Tivoli и других), и именно к ним интерес заказчиков оказался высок.

Средства управления портфелями ИТ-услуг (IT Service Portfolio Management Tools) предназначены для каталогизации стандартизованных ИТ-услуг и поддерживающих их архитектур, контрактов с поставщиками ИТ-услуг, автоматизации потоков работ, связанных с их предоставлением. Пик интереса к инструментам подобного класса уже прошел, хотя они по-прежнему представляют интерес для широкого круга компаний, не работающих в ИТ-сфере и не имеющих собственной развитой ИТ-инфраструктуры, но пользующихся ИТ-услугами других организаций.

Средства управления приложениями (Application Management) вызывают интерес у корпоративных клиентов из-за усложнения ИТ-инфраструктуры многих компаний и возросших требований к его поддержке. Тем не менее интерес к внедрению подобных средств может снизиться, поскольку обычно проекты их внедрения довольно дороги.

Web-технологии

Web-технологии — одно из самых быстроразвивающихся семейств технологий с активно расширяющейся сферой применения. К наиболее интересным в плане влияния на всю индустрию технологий данного класса, относящихся к области корпоративного ПО, следует отнести ряд идей под общим названием AJAX, относящихся к области создания веб-приложений, а также продукты для создания корпоративных веб-решений путем внедрения готовых приложений для создания корпоративных и интернет-порталов.

AJAX (Asynchronous JavaScript and XML) — это принцип создания веб-приложений, заключающийся в отсутствии необходимости в полной перезагрузке веб-страницы в ответ на каждое действие пользователя. Данный принцип сегодня реализован во многих средствах разработки, и соответствующие технологии уже вышли на плато продуктивности.

Mashup (интеграция информации, полученной из разных источников, с помощью простых быстро создаваемых приложений) позволяет значительно снизить стоимость разработки веб-приложений за счет использования уже готовых сервисов, доступных на рынке онлайновых услуг. Хотя интерес к этим технологиям и переживает некоторый спад, в ближайшие годы следует ожидать широкого применения подобных технологий, в том числе с использованием средств персонализации, а также роста количества повторно применяемых сервисов.

Развитие технологий создания корпоративных порталов практически достигло плато продуктивности за счет того, что корпоративные порталы сегодня внедряют даже небольшие компании, а на рынке ПО предлагается много разнообразных решений для их быстрого развертывания.

Электронные дисплеи

OLED- и LEP-дисплеи

OLED и LEP — родственные технологии, позволяющие создавать излучающие электронные дисплеи на базе люминесцирующих материалов. Работы в области создания и производства OLED- и LEP-дисплеев, а также оптимизации характеристик органических светоизлучающих материалов в настоящее время ведут компании Cambridge Display Technologies (CDT), DuPont, LG Electronics, Philips, Pioneer, RiTdisplay, Samsung SDI, Sanyo Epson Imaging Device Corporation, Sony, Toshiba и Universal Display Corporation.

 

Рисунок

Если рассматривать перспективные разработки в этой сфере, то в минувшем году исследователям удалось достичь значительных успехов в области увеличения долговечности светоизлучающих материалов для OLED-дисплеев. Компании Universal Display и Samsung Mobile Display представили совместно разработанный материал UniversalPHOLED, предназначенный для создания зеленых ячеек. Жизненный цикл OLED-дисплеев, созданных на базе этого материала, составляет 300 тыс. ч (более 34 лет непрерывной работы). Еще более впечатляющим выглядит достижение специалистов компании DuPont Displays, которым удалось синтезировать новый материал, имеющий ресурс более миллиона часов (то есть свыше ста лет непрерывной работы) при яркости 1000 кд/м2.

 

Рисунок

OLED-дисплеи небольшого размера на протяжении уже нескольких лет широко
применяются в портативных электронных устройствах

На протяжении уже нескольких лет OLED- и LEP-дисплеи небольшого размера используются в целом ряде серийно выпускаемых электронных устройств, таких как автомагнитолы, портативные медиаплееры, сотовые телефоны и пр. Недавно на рынке появились устройства и со средним размером экрана. Так, в начале 2008 года компания Sony представила XEL-1 — первый в мире серийно выпускаемый телевизор, оснащенный OLED-панелью. В сентябре минувшего года на выставке IFA 2009 компания LG Electronics анонсировала телевизор, оснащенный 15-дюймовой активноматричной OLED-панелью. В 2010 году LG планирует выпустить OLED-телевизор с 32-дюймовым экраном. В компании считают, что плоскопанельные телевизоры на базе OLED перейдут в разряд массовой продукции уже в 2012 году.

 

Рисунок

Телевизор LG с 15-дюймовым
OLED-экраном

Осенью минувшего года один из высокопоставленных сотрудников компании Samsung Electronics заявил о планах по выпуску ноутбуков, оснащенных OLED-дисплеями. По предварительной информации, поставки пробных партий запланированы на III квартал 2010 года.

В настоящее время аналитики довольно осторожно подходят к оценке перспектив внедрения OLED-дисплеев средних и больших размеров в серийно выпускаемых устройствах. Несмотря на то что у OLED-дисплеев имеется ряд принципиальных преимуществ по сравнению с ЖК-панелями, последние пока не собираются уступать завоеванные рыночные позиции. Такому положению вещей способствует как последовательное развитие ЖК-технологии (в частности, переход производителей к использованию светодиодной подсветки вместо ранее применявшихся люминесцентных ламп), так и постоянное снижение цен на ЖК-мониторы и ЖК-телевизоры, которое происходит благодаря увеличению объемов производства.

3D-дисплеи на базе ЖК

В настоящее время в арсенале производителей электронных дисплеев имеется несколько различных технологий, позволяющих воспроизводить на плоском экране стереоскопическое (трехмерное) цветное изображение, причем как при помощи вспомогательных средств (очков), так и без них . В настоящее время исследования в области создания 3D-дисплеев на базе ЖК-технологии ведут компании Eastman Kodak, Hitachi, NEC, Philips, Samsung, Sanyo, Sharp, Sony, Toshiba и др.

На данный момент 3D-дисплеи на базе ЖК-технологии находятся на начальной стадии коммерциализации. На протяжении уже нескольких лет компании NEC, Philips и Sharp выпускают серийные модели ЖК-дисплеев, позволяющих воспроизводить стереоскопическое изображение без помощи вспомогательных средств. Однако широкому распространению 3D-мониторов препятствуют два обстоятельства: во-первых, крайне скудный ассортимент медиаконтента, доступного в стереоскопическом и 3D-форматах, а во-вторых, отсутствие простых в использовании и при этом недорогих программных средств, позволяющих создавать изображения и видео в трехмерном виде. В силу этих причин сфера применения 3D-дисплеев пока остается весьма ограниченной.

 

Рисунок

Дисплеи, позволяющие воспроизводить цветное
стереоскопическое изображение, выпускаются небольшими
партиями на протяжении уже нескольких лет

Впрочем, уже в ближайшее время ситуация может резко измениться. В конце прошлого года некоторые компании из числа крупнейших производителей ПК и бытовой электронной техники озвучили свой интерес к продвижению 3D-дисплеев на массовом рынке. Так, в августе ассоциация BDA опубликовала фрагменты чернового варианта спецификации стандарта записи стереоскопических видеоматериалов на носители Blu-ray Disc. В декабре ведущие производители графических процессоров для ПК — компании NVIDIA и AMD — объявили о планах по реализации поддержки технологии воспроизведения стереоскопического видео в своих продуктах. Ряд интересных новинок в этой области обещают показать в январе на CES 2010. Ожидается, что диски Blu-ray с фильмами в 3D-формате появятся в продаже уже во второй половине 2010 года.

В ходе выставки IFA 2009 представители компаний Samsung, Sony, Panasonic, Philips и LG заявили о готовности начать выпуск ЖК-телевизоров, позволяющих воспроизводить стереоскопическое изображение. Интересно отметить, что в компании Sony на стереоскопические дисплеи и телевизоры возлагают большие надежды. По мнению ее руководителей, именно такие продукты позволят увеличить прибыль от продажи бытовых электронных устройств. По мнению главы соответствующего подразделения Sony, к началу 2013 года доля устройств с 3D-дисплеями составит от 30 до 50% от общего количества телевизоров, выпускаемых Sony. Кроме того, в 2010 году ожидается появление первых видеопроигрывателей формата Blu-ray Disc и специальной версии игровой приставки PlayStation 3, в которых будет реализована функция воспроизведения стереоскопических изображений и видео. В руководстве Sony хорошо понимают, что для успешного продвижения этой продукции необходимо обеспечить потребителей достаточным количеством качественного медиаконтента по доступной цене. Решать эту проблему планируется путем создания собственных телеканалов, вещающих в 3D-режиме.

 

Рисунок

Ноутбук серии Acer Aspire, оснащенный 3D-дисплеем
на базе ЖК. Чтобы увидеть стереоскопическое изображение,
необходимо надеть специальные очки

Интерес к 3D-дисплеям проявляют и производители портативных ПК. Осенью минувшего года компания Acer представила две модели ноутбуков (Aspire 5738DG-664G32Mn и Aspire 5738DZG-434G32Mn), оснащенные 3D-дисплеями на базе ЖК-технологии с размером экрана 15,6 дюйма по диагонали. Для просмотра стереоскопического изображения требуются специальные очки с поляризующими стеклами.

Согласно опубликованному в ноябре сообщению ресурса DigiTimes, компания ASUS планирует в I квартале 2010 года представить ноутбук с 17-дюймовым 3D-дисплеем. Чтобы увидеть на его экране стереоскопическое изображение, необходимо использовать специальные очки. По неподтвержденной информации, HP и Dell также планируют выпустить собственные модели портативных ПК, оснащенные 3D-дисплеями.

Таким образом, 2010-2011 годы вполне могут стать переломными в истории 3D-дисплеев: если производители выполнят хотя бы часть своих обещаний, данная технология получит реальный шанс выйти на массовый рынок.

Электронные чернила (e-ink)

Технология электронных чернил была разработана компаниями E Ink и Philips. Она позволяет создавать электрофоретические отражающие дисплеи , обладающие оптическими и механическими характеристиками, схожими с обычной бумагой. Работы по совершенствованию электрофоретических дисплеев ведут специалисты компаний E Ink , PVI, Plastic Logic, Polymer Vision, Fujitsu, Samsung, Seiko Epson, Sony, LG.Philips, Tianjin Jinke и др.

В настоящее время технология электронных чернил находится в стадии коммерциализации. Основной сферой применения подобных дисплеев (главным образом монохромных) являются устройства для чтения электронных книг, которые буквально за пару лет смогли стать весьма популярными. По данным аналитического агентства iSupply, в 2007 году в мире было продано порядка 150 тыс. таких устройств, оснащенных экранами на базе электронных чернил, а в 2008-м — уже более 15 млн. Таким образом, всего за год объем продаж увечился более чем в сто раз.

 

Рисунок

Устройство для чтения электронных
книг Sony Reader Touch Edition оснащено
6-дюймовым сенсорным экраном
на базе электронных чернил

Подавляющее большинство выпускаемых в настоящее время серийных моделей устройств для чтения электронных книг оснащается монохромными электрофоретическими дисплеями с размером экрана 5 или 6 дюймов по диагонали, имеющими разрешение 800x600 пикселов и позволяющими воспроизводить от 4 до 16 градаций серого. За последний год увеличилась доля моделей с сенсорными экранами.

 

Рисунок

Устройство для чтения электронных
книг Fujitsu FLEPia с цветным сенсорным
экраном на базе электронных чернил

В 2009 году были анонсированы первые серийные модели таких устройств, оснащенные цветными дисплеями на базе технологии электронных чернил. Так, компания Fujitsu объявила о выпуске модели FLEPia, которая оборудована цветным электрофоретическим дисплеем с сенсорным экраном размером 8 дюймов по диагонали, имеющим разрешение 768x1024 пикселов и позволяющим отображать до 260 тыс. цветов. Компания BenQ, представившая в конце 2009 года свое первое устройство для чтения электронных книг под названием nReader, планирует летом 2010 года выпустить модель с цветным дисплеем.

Дисплеи на базе бистабильных ЖК-структур

В последние годы разработчики портативных электронных устройств обращают всё более пристальное внимание на дисплеи, созданные на базе бистабильных ЖК-структур . Начиная с 1993 года работы в области создания дисплеев на базе холестерических жидких кристаллов (Cholesteric Liquid Crystal Display, ChLCD) ведет компания Kent Displays. Разработкой и производством монохромных дисплейных панелей на базе бистабильных ЖК-структур занимается также шведская компания LC-TEC Displays.

В настоящее время технология ChLCD находится в стадии коммерциализации. Монохромные дисплеи на базе бистабильных ЖК-структур применяются в разного рода информационных системах (табло, вывески и т.д.), а также в портативных электронных устройствах.

 

Рисунок

Reflex первого поколения можно «перекрасить»
в один из восьми цветов нажатием кнопки

Одно из новых направлений использования дисплеев такого типа — создание активных элементов дизайна электронных устройств, которые получили обобщенное название electronic skins , или eSkins. По сути eSkins — это качественно новое воплощение концепции сменных панелей, позволяющее обновить внешний вид устройства без необходимости разбирать его корпус.

В ходе выставки SID 2009 компания Kent Displays продемонстрировала отражающие панели Reflex на базе технологии ChLCD, которые можно перекрашивать в один из восьми цветов буквально нажатием кнопки. Эти панели изготавливаются на гибкой пластиковой подложке и имеют толщину всего 65 мкм, что позволяет без труда изгибать и резать их для придания требуемой формы. Кроме того, технология производства предусматривает возможности делать в дисплейной панели отверстия для органов управления, индикаторов и т.п.

 

Рисунок

Прототип дисплейной панели eSkins,
созданный разработчиками НР

Собственную технологию изготовления дисплейных панелей eSkins, которые позволят персонифицировать внешний вид различных электронных устройств, продемонстрировала в минувшем году и компания НР. Дисплеи eSkins представляют собой цветную пленку, которую можно приклеить к корпусу мобильного телефона, медиаплеера, ноутбука и т.д. Гибкая пластиковая подложка способна принимать форму даже криволинейных поверхностей. Панели eSkins являются монохромными, но при этом обеспечивают возможность менять рисунок и отображать значки, цифры, символы и т.д.

Дисплеи на базе технологий SED, FED и NED

Группа из трех родственных технологий — FED (Field Emission Display), SED (Surface-conduction Electron-emitter Display) и NED (Nanotube Emissive Display) — является качественно новой ступенью развития дисплеев на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Однако вследствие довольно сложного производственного процесса выпуск таких устройств  может быть рентабельным лишь при изготовлении панелей с относительно большим размером экрана (50 дюймов и более).

Компания Canon рассчитывала приступить к серийному производству SED-телевизоров еще в конце 2006 года, однако в силу ряда причин осуществить эти планы не удалось. Наиболее серьезным препятствием на пути серийного производства SED-телевизоров стала высокая себестоимость. По этой причине SED-телевизоры не смогли бы на равных конкурировать с постоянно дешевеющими и более экономичными ЖК-телевизорами. Тем не менее работы по совершенствованию технологии SED продолжаются.

Неудачей закончилась попытка другой крупной японской компании — Sony — начать серийный выпуск телевизоров на базе FED-панелей. В конце 2006 года Sony совместно с технологическим фондом Technology Carve-out Investment Fund основала предприятие Field Emission Technologies (FET), которое и должно было осуществить данный проект. Однако в минувшем году этот проект был закрыт, а компания FET прекратила свое существование.

 

Рисунок

Прототип SED-дисплея Canon

В настоящее время технология SED уже полностью готова к внедрению в серийно выпускаемые устройства, однако реализация данного проекта отложена на неопределенный период. В свете динамики цен на ЖК-панели и ужесточения законодательства, регламентирующего нормы энерогопотребления бытовых устройств, появление серийных моделей SED-телевизоров кажется маловероятным.

LCoS

Технология LCoS  была разработана компанией Philips для использования в проекционных устройствах. В настоящее время данная технология находится в стадии коммерциализации. Различные виды LCoS-панелей используются в серийно выпускаемых моделях проекционных телевизоров и мультимедиапроекторов (в том числе миниатюрных — см. раздел «Пикопроекторы»). Развитием данной технологии занимаются исследовательские группы компаний Hitachi, Sony и JVC. Начиная с 2007 года Sony выпускает проекторы класса Full HD, построенные на базе технологии SXRD (Silicon X-tal Reflective Display), фактически являющейся фирменной интерпретацией LCoS. Модели на базе технологии LCoS представлены и в линейке проекторов Canon REALiS.

IMOD

В 2006 году в различных СМИ стала появляться информация о работе по созданию принципиально новой технологии электронных дисплеев — Interference Modulator, или IMOD  (коммерческое название — Mirasol). В настоящее время развитием и продвижением технологии IMOD занимается компания Qualcomm.

Начиная с 2008 года цветные и монохромные дисплеи Mirasol небольшого размера используются в некоторых серийно выпускаемых продуктах: портативных медиаплеерах, GPS-навигаторах, сотовых телефонах и т.д. Эти новинки экспонировались в начале 2009 года на выставке GSMA Mobile World Congress 2009. В феврале минувшего года Qualcomm заключила соглашение с компанией LG Electronics об использовании дисплеев Mirasol в серийно выпускаемых моделях мобильных телефонов корейского электронного гиганта.

 

Рисунок

Так, по мнению разработчиков компании Qualcomm,
будут выглядеть в ярком солнечном свете дисплеи
на базе ЖК-технологии (слева) и IMOD

На данный момент технология IMOD находится на пороге коммерциализации, однако ее будущее во многом зависит от позиции крупнейших производителей портативной электроники.

Пикопроекторы

Термин «пикопроекторы», введенный в обращение специалистами компании Texas Instruments (TI), обозначает группу миниатюрных проекционных устройств, которые могут быть использованы как для создания мультимедиапроекторов карманного размера, так и в качестве модулей, встраиваемых в мобильные устройства (сотовые телефоны, КПК, портативные цифровые медиаплееры и пр.). Создание пикопроекторов возможно на базе нескольких различных технологий . Разработкой решений для этого сегмента занимаются компании Texas Instruments, Microvision, Displaytech и др.

 

Рисунок

Мобильный телефон Samsung I7410 оснащен встроенным
проекционным модулем

В настоящее время пикопроекторы находятся на начальной стадии коммерциализации. Интерес разработчиков портативных электронных устройств к миниатюрным проекторам выглядит вполне закономерным, поскольку, в отличие от обычных дисплеев, такое решение позволяет отображать картинку, размеры которой многократно превосходят габариты самого аппарата. В 2008-2009 годах были представлены первые модели серийных устройств, оснащенных миниатюрными проекционными модулями. В числе наиболее интересных новинок минувшего года — портативный цифровой медиаплеер Samsung MBP200, мобильный телефон Samsung I7410, а также Nikon Coolpix S1000pj — первый в мире серийный цифровой фотоаппарат, оснащенный встроенным миниатюрным проектором.

 

Рисунок

Nikon Coolpix S1000pj — первый в мире серийный цифровой фотоаппарат,
оснащенный встроенным миниатюрным проектором

Интерфейсы «компьютер — человек»

Автоматизированный синхронный перевод (Speech-to-Speech Translation)

Создание систем автоматизированного синхронного перевода с одного языка на другой является комплексной задачей, для решения которой необходимо располагать эффективными алгоритмами реализации нескольких составляющих. Наиболее важными компонентами являются модули достоверного распознавания живой речи, машинного перевода текста и синтеза речи по тексту. Исследовательские работы в этих областях ведут коллективы компаний IBM, Intel, Spoken Translation и др.

 

Рисунок

Наибольших успехов удалось добиться создателям систем синтеза речи по тексту. Серьезный прогресс достигнут и в области машинного перевода, но до полного решения этой задачи пока еще очень далеко. Результаты работ в области автоматического распознавания живой речи с последующим преобразованием ее в текст пока что весьма скромные: приемлемую точность обеспечивают только системы для специализированных текстов с ограниченным словарем (например, диктографы для врачей и экспертов).

На данном этапе развития технологий пока нет практической возможности решить общую задачу, то есть реализовать автоматизированный синхронный перевод с одного языка на другой с приемлемой (для передачи смысла) точностью. В то же время отдельные компоненты, изначально создававшиеся для решения этой задачи, уже внедрены и успешно используются в коммерческих решениях.

Распознавание речи на ПК

Функции распознавания речи (правда, далеко не для всех языков) в настоящее время уже реализованы в ряде коммерческих продуктов, включая операционные системы и различные приложения. Работы в этой области ведут компании IBM, Intel, Microsoft, Nuance Communications, Philips Speech Processing и др. Из российских разработчиков стоит упомянуть «Центр речевых технологий».

Существующие алгоритмы распознавания живой речи позволяют реализовать пригодные для массового использования системы трансляции голосовых команд (отдельных слов), а также специализированные диктографы, оперирующие словарями объемом в несколько сотен слов. К сожалению, у большинства подобных систем точность распознавания в значительной степени варьируется в зависимости от языка и особенностей дикции пользователя. Создать систему преобразования живой речи в текст, обладающую столь высокой эффективностью, чтобы заменить компьютерную клавиатуру при вводе больших объемов текста произвольного содержания, пока не удалось.

Распознавание речи для мобильных устройств

Проблемы, возникающие при создании систем распознавания речи для мобильных устройств, во многом схожи с описанными в предыдущем разделе. Однако есть и своя специфика, определяемая как особенностями аппаратной части, так и условиями эксплуатации. Во-первых, производительность процессоров, используемых в мобильных устройствах, гораздо ниже по сравнению с настольными ПК и полноразмерными ноутбуками. Соответственно разработчики вынуждены применять менее требовательные к аппаратным ресурсам алгоритмы распознавания. Во-вторых, мобильные устройства часто используются на улице и в общественных местах, что значительно снижает качество звукового сигнала и требует использования эффективных решений для подавления шумов и фильтрации помех. При этом применение ресурсоемких программных решений невозможно в силу ограниченных возможностей аппаратной части.

 

Рисунок

Функции распознавания речи уже получили распространение
в мобильных устройствах

В настоящее время системы распознавания речи в мобильных устройствах используются главным образом для реализации функции голосового управления.

Синтез речи

На нынешнем этапе развития технологии синтеза речи обеспечивают возможность достаточно понятного (для восприятия слушателем смысла) воспроизведения печатного текста. Разработчикам удалось реализовать возможность настройки различных параметров голоса «электронного диктора». Вместе с тем из-за отсутствия ряда важных компонентов живой речи (правильного интонирования, естественных пауз, изменения темпа и т.п.) смысл текста, произносимого диктором-роботом, усваивается хуже.

В настоящее время технологии синтеза речи находятся в стадии коммерциализации. Системы синтеза речи широко используются в call-центрах, автоматизированных системах оповещения и обслуживания абонентов телефонных сетей, автомобильных GPS-навигаторах и т.д.

Машинный перевод

Существующие в настоящее время системы автоматического перевода текстов с одного языка на другой уже позволяют во многих случаях понять общий смысл исходного фрагмента и выдают вполне приемлемые результаты при работе со специализированными текстами небольшого объема: деловыми письмами, новостными сообщениями, спецификациями изделий и т.д. Вместе с тем получить действительно точный перевод текста, не привязанного к какой-либо конкретной тематике или профессиональной сфере (например, художественных произведений), пока не представляется возможным.

Обеспечить качественный скачок в развитии систем автоматизированного перевода может внедрение статистических методов и элементов искусственного интеллекта. В новом поколении систем автоматического перевода текстов предусмотрена возможность коррекции переведенного материала с использованием огромной базы текстов, ранее переведенных людьми. Подобные решения уже используются в онлайновых системах автоматического перевода.

Распознавание рукописного текста

Работы по созданию эффективных алгоритмов распознавания рукописного текста ведутся уже более 20 лет. Строго говоря, специалисты различают два направления: распознавание по образу уже написанного текста (отсканированного оригинала) и распознавание в реальном времени с учетом траектории движения пера (стилуса). Именно второй метод обеспечивает гораздо более высокую точность распознавания и используется в карманных и планшетных ПК, специальных приложениях для графических планшетов, а также в многочисленных мобильных устройствах, оснащенных сенсорными экранами. Работы в этой области ведут компании IBM, Mirosoft, Paragon Software и др.

 

Рисунок

Интерес к технологиям распознавания
рукописного текста обусловлен увеличением
доли устройств с сенсорными экранами

В настоящее время технологии распознавания текста находятся в стадии коммерциализации и используются в продуктах многих производителей. В ближайшие годы можно ожидать повышения интереса к подобным решениям, что объясняется увеличением доли ПК и мобильных устройств, оснащенных сенсорными дисплеями.

Распознавание жестов (Gesture Recognition)

Системы распознавания жестов являются одним из способов реализации интерфейса, позволяющего осуществлять ввод информации и управляющих команд в ПК и иные устройства без использования клавиатур и манипуляторов. Всё большее распространение получают системы распознавания жестов по последовательности графических образов (Motion Recognition, Motion Control и т.п.), работа которых базируется на считывании сигнала с видеокамеры. Такой вариант наилучшим образом подходит для применения в стационарных условиях — для управления ПК, игровой приставкой, мультимедийным центром и т.п.

Кроме того, существуют решения, базирующиеся на использовании датчиков ускорения (акселерометров), установленных в корпусе устройства и фиксирующих его перемещение в пространстве. Конечно, набор функциональных возможностей в данном случае не столь широк, зато данный вариант гораздо лучше подходит для малогабаритных портативных устройств: мобильных телефонов, карманных цифровых медиаплееров, фотоаппаратов и т.п.

 

Рисунок

Видеокамера в сочетании с программной системой распознавания жестов
в будущем может заменить аппаратные манипуляторы и пульты ДУ

На протяжении уже нескольких лет системы распознавания жестов на базе акселерометров используются в ряде моделей мобильных телефонов Apple, Nokia, Samsung, Sony Ericsson и других производителей. В 2009 году компания Olympus выпустила несколько моделей цифровых фотоаппаратов серии µ TOUGH во всепогодном исполнении, в которых реализована возможность управления основными функциями путем похлопывания по корпусу.

Производители электронной бытовой техники (в частности, Toshiba) экспериментируют с системами распознавания жестов на базе видеокамеры, внедряя их в телевизорах и других устройствах в качестве альтернативы традиционным пультам ДУ. Большой интерес к этой технологии проявляют и производители ноутбуков. В минувшем году корпорация Microsoft обнародовала информацию о проекте Natal, в рамках которого разрабатывается система управления персонажами компьютерных игр посредством телодвижений, считываемых миниатюрной видеокамерой.

Хотя количество серийно выпускаемых устройств, в которых реализованы те или иные варианты систем распознавания жестов, год от года увеличивается, данная технология является еще недостаточно зрелой для массового использования. По мнению аналитиков, в течение нескольких ближайших лет сфера применения подобных решений будет ограничена главным образом игровыми и развлекательными приложениями.

Поиск на естественном языке

Для получения желаемого результата в большинстве поисковых систем Интернета необходимо формулировать запросы не на естественном, а на формализованном языке. При этом синтаксис и особенности в разных поисковых системах различаются. По мере расширения аудитории интернет-пользователей все более актуальной задачей становится создание алгоритмов поиска на естественных языках, которые позволили бы отказаться от формализации запроса. Подобные решения реализованы в поисковых системах Ask.com, Hakia.com, Powerset.com и ряде других.

В настоящее время технология поиска на естественном языке находится на начальном этапе развития и пока малопригодна для массового использования. Ситуация осложняется тем, что разработчики наиболее популярных поисковых систем Интернета в настоящее время заняты решением других, более насущных задач, в частности борьбой с коммерческими ссылками, мошенничеством, фальсификацией статистики и т.п. А пока ведущие игроки этого рынка не начнут уделять должного внимания решению проблемы обработки поисковых запросов на естественном языке, не стоит ожидать и серьезных подвижек в этой области.

«Умные» ткани (Fabric Sensors)

Возможность создания материалов, обладающих заданными свойствами, стала воплощением давней мечты человека. Современные технологии производства синтетических материалов позволяют создавать вещи, которые еще тридцать-сорок лет тому назад могли существовать только на страницах научно-фантастических романов. Появление таких тканей, как кевлар и гортекс, произвело настоящую революцию в сфере производства спортивной одежды и экипировки.

Помимо производства синтетических тканей с заданными свойствами в последние годы развивается и другое направление — создание одежды со встроенными электронными устройствами (wearable electronics). Куртка со встроенным в рукав пультом управления медиаплеером, горнолыжная перчатка с Bluetooth-гарнитурой, футболка со вспыхивающим в такт музыке рисунком — всё это уже серийно выпускаемые изделия, которые может купить любой желающий.

 

Рисунок

Встраиваемые тактильные сенсоры в одежде и аксессуарах
уже стали реальностью (фото Eleksen)

Технология изготовления тканей с токопроводящими волокнами позволяет создавать предметы одежды со встроенными сенсорами, измеряющими значения разных физических параметров (температуру, давление и т.д.) на различных участках. Это открывает перспективы по созданию «умной» одежды», которая при помощи микроконтроллеров сможет автоматически изменять свойства ткани и активировать встроенные устройства (вибромассажер, систему подогрева и т.п.) в соответствии с заданной программой.

В настоящее время технология создания сенсорных тканей находится в начальной стадии коммерциализации. Исследования в области технологий создания сенсорных тканей ведут компании Eeonyx, Eleksen, Philips, Textronics и др. По мнению экспертов, в будущем сенсорные ткани получат широкое распространение в самых разных категориях изделий: спортивной одежде и аксессуарах, мобильных устройствах, автомобилях и т.д. Кроме того, большой интерес к данной технологии проявляют военные.

Интерфейс «мозг — компьютер»

В течение нескольких последних лет ученым удалось достичь значительных успехов в области создания устройств, позволяющих вводить данные и передавать компьютеру команды силой мысли. Некоторые из этих разработок уже воплощены в серийно выпускаемых устройствах. Так, в 2008 году в продаже появился первый игровой манипулятор подобного типа — Neural Impulse Actuator (NIA) компании OCZ. В минувшем году компания NeuroSky начала продажи игровой гарнитуры MindSet, в дужку которой встроены датчики нейроинтерфейса ThinkGear. В конце декабря компания Emotiv начала продажи EPOC — надеваемого на голову устройства, позволяющего управлять игровым процессом при помощи мимики, мыслей и эмоций. Для считывания мозговых импульсов в EPOC применяется метод бесконтактной электроэнцефалограммы.

 

Рисунок

Надеваемое на голову устройство EPOC,
выпускаемое компанией Emotiv, позволяет управлять игровым
процессом при помощи мимики, мыслей и эмоций

В настоящее время работы в области создания полнофункционального интерфейса «мозг — компьютер» находятся на стадии научных исследований и создания экспериментальных прототипов. Первые серийные модели манипуляторов, появившиеся в продаже в 2008-2009 годах, по большому счету являются высокотехнологичными игрушками. На современном этапе технология не способна обеспечить приемлемую для массового использования стабильность и точность интерпретации считываемых сигналов. Кроме того, устройства необходимо калибровать для каждого пользователя, что требует немало времени. Помимо уже упомянутых технических проблем необходимо учитывать и то обстоятельство, что графические интерфейсы современных ОС и приложений ориентированы преимущественно на применение традиционных клавиатуры и мыши.

Специалисты считают, что значительно улучшить стабильность и точность распознавания нейроимпульсов можно при использовании вживляемых в мозг электродов. К сожалению, подобное решение в силу целого ряда причин неприменимо для массового применения. По мнению аналитиков, широкого распространения интерфейсных устройств «мозг — компьютер» придется подождать еще как минимум 10 лет.

Телекоммуникации

Системы платежей на базе бесконтактных чипов (NFC)

Данное решение позволяет оплачивать недорогие покупки и услуги при помощи мобильного телефона, оборудованного специальным программным обеспечением и беспроводным чипом (Near-Field Communications, NFC). Для подтверждения платежа пользователю достаточно поднести свой телефон к считывающему устройству. Радиус действия NFC-чипа составляет около 10 см.

 

Рисунок

Внедрение мобильных платежных систем на базе технологии NFC позволит сделать гораздо более удобными расчеты при совершении небольших платежей. Во-первых, пользователю не надо искать в кармане мелочь, а во-вторых, для считывания зашифрованного идентификационного кода потребуется значительно меньше времени, чем для совершения наличного расчета или подтверждения транзакции, осуществляемой посредством пластиковой банковской карты.

В настоящее время системы платежей на базе бесконтактных NFC-чипов находятся на начальном этапе стадии коммерциализации. Крупнейшие в мире поставщики беспроводных чипов для платежных систем на базе NFC — компании NXP Semiconductors (ее рыночная доля составляет порядка 70%) и Giesecke & Devrient. Широкомасштабные проекты по внедрению системы платежей на базе NFC уже реализованы в США, Японии, Германии и ряде других стран. Собственные сервисы для осуществления бесконтактных платежей активно развивают крупнейшие мировые платежные системы — MasterCard (MasterCard PayPass) и Visa (Visa payWave).

В 2007 году ассоциация GSM Association запустила проект Pay-Buy Mobile, основной целью которого является развитие, продвижение и популяризация систем бесконтактных платежей на базе технологии NFC. К концу 2009 года проект охватил уже более полусотни операторов сотовой связи, которые обслуживают в общей сложности 1,7 млрд абонентов.

На данном этапе широкому распространению систем бесконтактных платежей на базе NFC препятствуют определенные проблемы, наличие которых обусловлено как недостаточной проработанностью ряда технических аспектов, так и несовершенством бизнес-модели. На протяжении нескольких лет ситуация осложнялась еще и из-за различных вариантов реализации данного решения, а также постоянного изменения спецификаций и стандартов. Лишь в прошлом году производителям наконец-то удалось договориться о принятии единого протокола, используемого для обмена данными между чипом NFC и SIM-картой мобильного телефона.

 

Рисунок

Мобильный телефон с NFC-чипом во
многих случаях сможет заменить кошелек
и банковскую карту (фото Nokia)

Для реализации возможности работы с платежными системами необходимо не только развернуть соответствующую инфраструктуру (в частности, установить платежные терминалы в точках продаж), но и модернизировать аппаратную и программную часть используемых мобильных телефонов. По мнению аналитиков, для успешного продвижения систем бесконтактных платежей необходимо, чтобы как минимум 30% от общего количества находящихся в эксплуатации мобильных телефонов были оснащены NFC-чипами. Однако в настоящее время лишь единичные модели из всего многообразия представленных в продаже сотовых трубок оборудованы чипами NFC. Естественно, убедить миллионы абонентов сменить мобильный телефон только ради того, чтобы получить возможность использовать систему бесконтактных платежей, нереально. Именно поэтому на протяжении уже нескольких лет ведутся поиски альтернативных вариантов. Разработчики предлагают самые разные решения: SIM-карты со встроенным NFC-чипом, подключаемые NFC-модули в формфакторе карт памяти и даже беспроводные NFC-модули с интерфейсом Bluetooth, которые будут прикрепляться внутри корпуса телефона.

По оценкам агентства Juniper Research, в минувшем году суммарный объем бесконтактных платежей, совершенных с использованием технологии NFC, составил около 8 млрд долл. Ожидается, что к 2012 году этот показатель увеличится до 30 млрд долл. Как считают специалисты, процесс создания разветвленной инфраструктуры, способной обеспечить массовое внедрение бесконтактных платежных систем на базе технологии NFC, займет не менее двух лет.

Сотовые сети четвертого поколения (4G)

Разработкой проектов по созданию сетей мобильной связи четвертного поколения (4th Generation, 4G) занимаются параллельно несколько международных организаций и комиссий: ITU-R (International Telecommunication Union Radiocommunication Sector — Сектор радиокоммуникаций Международного телекоммуникационного союза), 3GPP (Third Generation Partnership Project — Партнерство по развитию сотовых сетей третьего поколения), IETF (Internet Engineering Task Force — Целевая группа по развитию Интернета) и WINNER (Wireless World Initiative New Radio — Инициативная группа по развитию беспроводных коммуникаций). Каждая из них предлагает собственные технические решения, стандарты и технологии для реализации сетей четвертного поколения. По этой причине четкого и однозначного определения стандарта мобильной связи четвертного поколения пока не существует. Можно говорить лишь о том, что в сетях 4G будет использоваться пакетная передача данных по протоколу IPv6, а пропускная способность в направлении от базовой станции к абоненту составит не менее 10 Мбит/с.

 

Рисунок

Первые сети на базе технологии mobile WiMAX уже работают
в нескольких городах России

Участники 3GPP (Third Generation Partnership Project) предлагают в качестве базовой для реализации сотовых сетей 4G использовать технологию LTE (Long Term Evolution), которая является эволюционным развитием стандартов GSM, UMTS и HSDPA. В январе 2008 года окончательная спецификация стандарта LTE была одобрена участниками 3GPP.

Группа компаний, возглавляемая Intel, предлагает применять для построения сотовых сетей четвертого поколения технологию mobile WiMAX (IEEE-802.16e). В июне 2008 года с целью ускорения массового распространения технологии и оборудования mobile WiMAX компании Alcatel-Lucent, Cisco, Clearwire, Intel, Samsung Electronics и Sprint сформировали открытый патентный альянс (Open Patent Alliance, OPA). В рамках OPA создан единый пул патентов WiMAX, доступ к которым на основе различных вариантов лицензирования и платежей получат все участники альянса.

Китайские телекоммуникационные компании планируют строить сети четвертого поколения на оборудовании стандарта TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access). Данное решение имеет ряд существенных отличий от наиболее распространенных в настоящее время WCDMA, GSM и UMTS и не совместимо на аппаратном уровне с оборудованием перечисленных стандартов.

Сети четвертого поколения, базирующиеся на стандарте mobile WiMAX, уже запущены в коммерческую эксплуатацию в США, Японии, России и ряде других стран. По оценке аналитического агентства ABI Research, к концу 2009 года численность абонентов сетей мобильного WiMAX в мире достигла 2 млн человек.

Западноевропейские операторы считают стандарт LTE наиболее перспективным, однако пока не спешат с модернизацией своих сетей, большая часть которых относится к третьему поколению. Первая в мире сеть на базе технологии LTE была введена в коммерческую эксплуатацию лишь 14 декабря 2009 года сотовым оператором TeliaSonera. Зона покрытия этой сети пока ограничена центральной частью Стокгольма. Тем не менее представители компании Nokia считают, что уже к 2015 году сети LTE по темпам развития обгонят решения на базе мобильного WiMAX.

В России ситуация на данном этапе складывается в пользу технологии mobile WiMAX. Крупнейшим оператором мобильного WiMAX в нашей стране является компания «Скартел», предоставляющая услуги под торговой маркой Yota. Численность абонентов сети Yota в Москве, Санкт-Петербурге и Уфе уже превысила четверть миллиона. До конца 2012 года «Скартел» планирует развернуть сети мобильного WiMAX в более чем 180 российских городах. В столице также работает сеть компании «Комстар-ОТС». В 2010 году ожидается ввод в коммерческую эксплуатацию двух региональных сетей мобильного WiMAX: Freshtel (компании «Интерпроект») и Wi-Te (компании «Новые телекоммуникации»).

Нельзя не отметить, что в ряде российских регионов сложилась уникальная ситуация: в то время как сети на базе mobile WiMAX уже функционируют в коммерческом режиме, инфраструктура сотовых сетей третьего поколения только готовится к вводу в эксплуатацию. Например, в российской столице в течение уже нескольких месяцев работают в коммерческом режиме сети Yota и «Комстар-ОТС», в то время как сотовые операторы «большой тройки» лишь в декабре приступили к развертыванию инфраструктуры сетей третьего поколения, которая обеспечит покрытие московских улиц. Еще один парадокс заключается в том, что тарифы на передачу данных в российских сотовых сетях третьего поколения сейчас гораздо выше, чем в сетях mobile WiMAX.

По мнению аналитиков, европейские и американские операторы сотовой связи вряд ли перейдут к освоению 4G, пока не получат ощутимую отдачу от инвестиций, вложенных в развертывание инфраструктуры 3G. Необходимо отметить, что проблема возврата инвестиций и обеспечения доходности бизнеса в настоящее время весьма актуальна для операторов сетей 3G, внедривших технологии высокоскоростной передачи данных (в частности, HSDPA/HSUPA); с переходом к эксплуатации сетей 4G эта проблема станет еще более острой. Если же говорить о нашей стране, то некоторые эксперты считают, что в силу причин технического и экономического характера целесообразно заменять отечественные сети второго поколения (2 и 2.5G) сразу на 4G, минуя этап 3G.

В настоящее время зона покрытия сетей четвертого поколения охватывает лишь относительно небольшие территории. Широкое распространение сетей 4G ожидается не ранее 2012 года.

Цифровое телевидение высокой четкости (HDTV)

Телевидение высокой четкости (HDTV) обеспечивает возможность трансляции видео с разрешением до 1920x1080, в то время как сигнал стандартной четкости имеет разрешение 720x576. Сейчас многие телекомпании и поставщики медиаконтента уже располагают развитой технической базой, позволяющей снимать, обрабатывать, монтировать и транслировать видео высокой четкости. Кроме того, за последние два года значительно выросла доля абонентских устройств (телевизоров, спутниковых ресиверов и т.д.) классов Full HD и HD Ready, позволяющих принимать, декодировать и отображать видео высокой четкости.

В США, Японии, Корее и Австралии подавляющее большинство телекомпаний уже осуществляют вещание в формате высокой четкости. В конце 2012 года должен завершиться процесс перехода европейских вещательных компаний на трансляцию ТВ-сигнала высокой четкости. Что касается России, то массовое распространение телевещания в формате высокой четкости ожидается не ранее чем через 10 лет.

Стационарное цифровое телевидение (эфир)

Переход к вещанию цифрового видеосигнала является важной вехой в развитии телевидения. Цифровое ТВ позволяет не только передавать более качественное изображение, но и значительно повышает эффективность использования радиочастот. Если в случае аналогового ТВ на одной частоте передается сигнал одного телеканала, то цифровое ТВ при использовании тех же частотных ресурсов обеспечивает возможность трансляции пакета из нескольких каналов.

Цифровое телевидение строится на базе универсальной технологической платформы и подразделяется на разные типы вещания: спутниковое (DVB-S2, DVB-S), кабельное (DVB-C), эфирное (DVB-T), вещание по интернет-протоколам (IPTV) и мобильное цифровое вещание (DVB-H).

Передача телевизионного сигнала в цифровом виде может осуществляться в формате стандартной (SDTV) либо высокой четкости (HDTV). В ряде стран (например, в США) одновременно с переходом на цифровое вещание был осуществлен переход к трансляции видеосигнала высокой четкости. Однако в европейских странах и России практикуют иной подход: переход от аналоговых вещательных систем к цифровым не подразумевает автоматического перехода к HDTV.

В минувшем году правительство РФ утвердило федеральную целевую программу «Развитие телерадиовещания на 2009-2015 гг.», которая предусматривает переход к эфирному теле- и радиовещанию с использованием цифровых технологий в течение нескольких ближайших лет. При этом пока не ставится цель выключить аналоговое телевещание — этот вопрос будет рассматриваться отдельно по разным регионам и только после того, как не менее 95% домохозяйств будут обеспечены оборудованием для приема цифрового ТВ.

В целевой программе зафиксировано право абонентов на бесплатный доступ к трем пакетам телеканалов (общее их количество будет около 24). Вместе с тем правительство РФ решило отказаться от ранее озвученных планов по субсидированию населения для закупки специальных телевизионных приставок, которые позволили бы принимать программы цифрового ТВ и просматривать их на уже имеющихся телевизорах, оборудованных только аналоговыми тюнерами.

В настоящее время в России уже осуществляется коммерческое цифровое телевещание по спутниковым и кабельным каналам. Стараниями крупных отечественных интернет-провайдеров за последние два года заметно увеличилось количество абонентов цифрового телевидения, транслируемого по протоколу IP (IPTV).

Технология цифрового телевещания находится в стадии коммерциализации, однако уровень ее проникновения в различных регионах мира существенно различается.

Цифровое ТВ для мобильных телефонов

В настоящее время существуют две технологии для передачи телевизионного сигнала на мобильные телефоны: DVB-H (Digital Video Broadcasting — Handheld) и T-DMB  (Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting). Важно понимать, что DVB-H — это эфирное телевидение: трансляция видеосигнала осуществляется через специальные передатчики, а не через базовые станции сотовой сети. Соответственно поставщиком такой услуги может быть как сотовый оператор, так и сторонняя компания.

В настоящее время исследования и работы по созданию оборудования и отдельных компонентов, позволяющих реализовать функцию приема телевизионного сигнала в мобильных телефонах, ведут компании DiBcom, LG, Nokia, Philips, Qualcomm, Sagem, Samsung и Texas Instruments.

 

Рисунок

Samsung P-960 — один из немногих официально поставляемых
в Россию аппаратов, позволяющих принимать программы
мобильного ТВ

В течение 2005-2006 годов на территории Австралии, Финляндии, Франции, Германии, Италии, Испании, Великобритании и США было запущено несколько пилотных проектов для оценки перспектив развития телевещания для пользователей мобильных телефонов. Во второй половине 2006 года коммерческие сервисы подобного рода начали функционировать в Италии, Германии и Великобритании, а также в Южной Корее и Японии.

В России развитие мобильного телевидения стандарта DVB-H до недавнего времени было заморожено из-за запрета на использование частотных диапазонов 174-230 и 470-790 МГц. Лишь в конце лета 2009 года Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) дала официальное разрешение на создание тестовых зон цифрового телевидения стандарта DVB-H, и спустя несколько месяцев началось телевещание в тестовом режиме.

11 ноября 2009 года компания «Скартел» запустила на территории Москвы услугу цифрового мобильного телевидения Yota ТВ в тестовом режиме. В столице вещание обеспечивает специально построенная для этого сеть стандарта DVB-H, объединяющая несколько десятков передатчиков. Абонентам доступны восемь телеканалов: «Первый», «Россия», «Вести», «Бибигон», НТВ, «Пятый канал», «Муз-ТВ» и 7ТВ. Из официально представленных на российском рынке мобильных телефонов смотреть программы Yota ТВ позволяет модель Nokia N96. Услуга Yota ТВ не имеет привязки к SIM-карте и доступна для абонентов всех сотовых операторов.

Компания «ВымпелКом», предоставляющая услуги под торговой маркой «Билайн», 7 декабря 2009 года запустила на территории Москвы услугу мобильного цифрового телевещания (также в режиме тестовой эксплуатации). Абонентам доступны 11 телеканалов: «Первый», «Россия», «Вести», НТВ, «Пятый канал», «Бибигон», GamelandTV, 7ТВ, МузТВ, RUТВ и А1. Принимать телепрограммы могут обладатели лишь одной модели мобильного телефона — Samsung P-960. Чтобы воспользоваться услугой, необходимо также получить специальную SIM-карту. Как сообщили представители «ВымпелКома», во время тестовой эксплуатации просмотр мобильного ТВ будет бесплатным для абонентов.

Технология мобильного цифрового ТВ находится в начальной стадии коммерциализации. В ближайшее время вряд ли можно ожидать высоких темпов развития мобильного цифрового ТВ. Это объясняется как небольшим количеством операторов, предоставляющих такие услуги, так и весьма ограниченным ассортиментом мобильных терминалов, в которых реализована функция приема эфирных телепрограмм.

Интернет-телевидение (IPTV)

Понятие IPTV включает сетевую инфраструктуру, оборудование, технологии и программное обеспечение, используемые для передачи цифрового видеосигнала в режиме реального времени по протоколу IP. Данная технология позволяет транслировать видеосигнал как стандартной, так и высокой четкости, сжатый кодеками MPEG-2, MPEG-4, H.264 и VC-1.

Для приема программ IPTV используется специальное абонентское устройство, которое подключается к линии интернет-провайдера. Оно позволяет осуществлять поиск и переключение телеканалов, декодирует видеосигнал и передает его в цифровом либо аналоговом виде на подключенный к соответствующему выходу телевизор, проектор и т.п.

В настоящее время технология IPTV находится в стадии коммерциализации и с каждым годом получает все более широкое распространение. Этому способствуют высокие темпы развития инфраструктуры широкополосного доступа в Интернет. Услуги подключения к IPTV сейчас предлагают многие интернет-провайдеры (в том числе и российские). Как правило, абоненты имеют возможность приобрести единый пакет услуг, включающий широкополосный доступ в Интернет и подключение к пакету каналов IPTV.

Определенными препятствиями, сдерживающими распространение IPTV, является необходимость использования специального оборудования для приема телепрограмм, относительно высокая абонентская плата, а также ряд технических проблем, которые относятся к разряду «детских болезней» данной технологии.

Телеприсутствие (Telepresence)

Термин «телеприсутствие» (Telepresence) обозначает семейство технологий, позволяющих реализовать функции удаленного управления роботами, манипуляторами и другими мобильными механизмами с возможностью визуальной обратной связи. Разработкой решений в этой области занимаются компании ActivMedia Robotics, InTouch Health и др.

В настоящее время о перспективах телеприсутствия довольно много пишут в специализированных и научно-популярных изданиях, однако практическое применение этих технологий пока ограничивается главным образом медицинским оборудованием, лабораторными установками для проведения исследований в агрессивных средах, а также специальной военной техникой (роботы-саперы, беспилотные самолеты-разведчики и т.п.).

Технологии обработки данных с учетом местоположения (Location-Aware Technology)

Технологии обработки данных с учетом местоположения базируются на применении глобальной системы позиционирования (GPS) и ряда специализированных решений, таких как Аssisted GPS (A-GPS), Enhanced Observed Time Difference (EOTD), Еnhanced GPS (E-GPS) и ряда других. Помимо сигнала, принимаемого со спутников системы GPS, данные решения предусматривают возможность использования дополнительного канала связи (например, через сотовую сеть по протоколу GPRS). Этот канал может задействоваться как для получения данных, позволяющих повысить точность работы GPS-приемника, так и для двустороннего обмена, необходимого для реализации различных сервисов (см. раздел «Сервисы, базирующиеся на местоположении»). Необходимым условием для применения A-GPS и других упомянутых выше технологий является поддержка соответствующих функций и режимов как в инфраструктуре глобальных и локальных беспроводных сетей, так и в абонентских устройствах (мобильных телефонах, коммуникаторах, портативных ПК и т.д.).

 

Рисунок

Встроенный GPS-приемник становится всё более
привычной функцией мобильных телефонов

В минувшем году было представлено довольно много новых моделей сотовых телефонов, оснащенных встроенными GPS-приемниками и поддержкой A-GPS и E-GPS. Учитывая то обстоятельство, что доходы от продажи голосового трафика неуклонно снижаются, операторы сотовой связи заинтересованы в расширении спектра неголосовых услуг. Технологии обработки данных с учетом местоположения являются одним из инструментов, который позволит реализовать новые виды услуг и таким образом увеличить показатель доходности.

Сервисы, базирующиеся на местоположении (Location-Based Services)

Одним из быстроразвивающихся направлений в сфере телекоммуникационных услуг является создание сервисов, использующих данные о местоположении абонента. Это могут быть службы, позволяющие получать информацию о расположенных поблизости объектах (магазинах, ресторанах, музеях, достопримечательностях и т.д.) и о местонахождении самого абонента (что, например, может пригодиться в незнакомом городе). Реализация подобных сервисов стала возможной благодаря созданию и внедрению технологий обработки данных с учетом местоположения (см. предыдущий раздел).

 

Рисунок

Сервисы, базирующиеся на местоположении,
позволяют загружать электронные карты и получать
информацию о расположенных поблизости объектах

Данная технология находится в начальной стадии коммерциализации. На территории ряда стран Азиатско-Тихоокеанского региона абоненты сотовых сетей уже пользуются мобильными сервисами, позволяющими найти ближайший ресторан, кинотеатр или банкомат. В некоторых европейских странах доступны мобильные сервисы для планирования экскурсионных маршрутов и загрузки электронных карт.

Приложения, работающие с учетом местоположения (Location-aware applications)

Приложения, использующие данные о местоположении, позволяют автоматически отслеживать местонахождение сотрудников, транспортных средств, грузов и т.д., а также реализовывать дополнительные функции — например выстраивать схемы маршрутов перемещения автомобилей и грузов, оптимизировать логистические процессы и т.д.

В настоящее время данная технология находится на ранней стадии коммерциализации. Если раньше подобные приложения разрабатывались главным образом для решения узкоспециализированных задач (в частности, охранных автомобильных систем), то в последнее время создано немало универсальных решений, а сфера их применения значительно расширилась.

Технологии на замену кремния

Молекулярные транзисторы

Производство транзисторов в традиционном виде, то есть со стоком, истоком и затвором, возможно лишь до 2020 года. К тому времени размеры всех элементов транзистора достигнут атомарных и уменьшать их дальше станет просто невозможно. Таким образом, 2020 год — это фактически тот рубеж, когда закон Мура перестанет действовать, а кремний потеряет свою актуальность как основной материал микроэлектроники. Значит, уже сейчас следует искать принципиально новые материалы и технологии для создания транзисторов будущего.

 

Рисунок

В числе перспективных направлений рассматриваются молекулярные транзисторы, транзисторы на основе спиновых волн электронов, ферроэлектрические транзисторы, транзисторы на основе интерференции волн и пр. Конечно, пока невозможно представить, как именно будут выглядеть транзисторы лет через пятнадцать, но ясно одно: это будут устройства молекулярного размера, абсолютно не похожие на существующие ныне CMOS-транзисторы.

В самом общем виде под молекулярным транзистором понимают транзистор размером с одну молекулу. Идея молекулярных транзисторов не нова. Еще в 1959 году Ричард Фейнман высказал идею, согласно которой молекулы, обладающие определенными свойствами, смогут работать как элементарные переключатели и заменят собой транзисторы.

Молекулярный транзистор — это молекула, которая может существовать в двух устойчивых состояниях с разными свойствами. Переводить молекулу из одного состояния в другое (переключать) можно путем воздействия на нее световым или тепловым излучением, магнитным полем и т.д., формируя таким образом двухбитную систему, воспроизводящую на молекулярном уровне функцию классического транзистора.

По размеру молекулярный транзистор будет на два порядка меньше самых миниатюрных кремниевых транзисторов, а время его переключения будет составлять порядка одной фемтосекунды. Таким образом эффективность молекулярного транзистора может оказаться в 100 млрд раз выше по сравнению с современным кремниевым.

И хотя молекулярные транзисторы сейчас кажутся фантастикой, первые молекулярные схемы уже существуют и в текущем десятилетии должно начаться их серийное производство. Первый же полноценный молекулярный компьютер появится, по прогнозам экспертов, не ранее 2020 года.

Транзисторы на углеродных нанотрубках

Технология углеродных нанотрубок (Carbon Nanotube) — одна из наиболее перспективных и быстроразвивающихся технологий современной микроэлектроники.

Углеродные нанотрубки — это большие молекулы, состоящие только из атомов углерода. Принято даже считать, что эти молекулы представляют собой новую форму углерода, наряду с известными формами — графитом и алмазом.

Углеродные нанотрубки были открыты в 1991 году. В поперечном сечении их размер обычно составляет несколько нанометров, в то время как по длине они могут достигать гигантских размеров — вплоть до миллиметра.

 

Рисунок

Один из интересных способов применения нанотрубок — это создание полевых транзисторов, в которых роль канала проводимости выполняет именно нанотрубка. В традиционном полевом транзисторе канал переноса носителей заряда образуется в подзатворной области под действием электрического поля, возникающего при приложении напряжения к затвору. Меняя напряжение на затворе, можно управлять каналом переноса (концентрацией носителей заряда в подзатворной области). Принцип действия полевого транзистора на основе нанотрубки подобен принципу действия традиционного транзистора, но каналом переноса заряда в данном случае является сама нанотрубка.

В простейшем случае транзистор с нанотрубкой выглядит следующим образом. На подложку из кремния, которая сама является управляющим электродом (затвором), наносится тончайшая пленка защитного слоя — оксида кремния. На ней расположены сток и исток в виде тонких проводящих рельсов, между которыми размещена сама нанотрубка с полупроводниковой проводимостью. В обычном состоянии концентрация свободных носителей зарядов в нанотрубке мала, то есть она является диэлектриком. Однако при помещении в электрическое поле трубка становится проводником. Электрическое поле, управляющее проводимостью нанокарбоновой трубки, создается затвором, которым, как уже отмечалось, является кремниевая подложка.

Первой транзистор на нанотрубках в 2001 году изготовила компания IBM. С тех пор было разработано множество альтернативных схем транзисторов с нанотрубками.

Конечно, пройдет еще немало времени, прежде чем транзисторы на основе нанотрубок будут внедрены в массовое производство, однако уже сейчас очевидно, что они имеют массу преимуществ в сравнении с традиционными и будут востребованы в ближайшем будущем.

Технологии создания элементной базы

ЕUV-литография

Литография является одним из важнейших этапов в производстве микросхем. Данная технология применяется для нанесения рисунка будущей микросхемы на слой фоторезиста посредством специальных литографических масок. В современном производстве процессоров используется проекционная литография, в которой применяются линзы или зеркала, позволяющие проецировать рисунок маски-шаблона с уменьшением масштаба.

Важнейшей характеристикой литографического процесса является его разрешающая способность, обусловливающая минимальную толщину линии, которую можно нанести на фоторезисте. Разрешающая способность проекционной литографии, то есть минимальная толщина линии, которую можно получить на фоторезисте, определяется критерием Релея и зависит от длины волны источника излучения, числовой апертуры объектива, типа фоторезиста и технологического процесса.

Более высокое разрешение можно получить за счет увеличения числовой апертуры проекционной установки или перехода к источникам излучения с более короткой длиной волны. Однако увеличение числовой апертуры проекционной установки имеет негативное последствие. Дело в том, что кроме разрешающей способности литографический процесс характеризуется еще и глубиной резкости. Если разрешающая способность определяет характерный поперечный размер фокусировки, то глубина резкости — характерное расстояние фокусировки в продольном направлении.

Увеличение числовой апертуры объектива негативно сказывается на уменьшении глубины резкости, а чем меньше глубина резкости, тем большую точность необходимо обеспечить при размещении пластины в проекционной установке, чтобы выдержать ее параллельность фокальной плоскости (плоскости фокуса) с точностью до долей микрометра. К примеру, при применении 65-нм техпроцесса производства глубина резкости составляет порядка 0,2 мкм. Поэтому единственный способ увеличить разрешающую способность литографического процесса при заданной глубине резкости заключается в том, чтобы перейти к источникам излучения с меньшей длиной волны.

Если говорить об источниках излучения, то в современной литографии используется коротковолновое ультрафиолетовое излучение с длиной волны 193 нм (технологический процесс 180, 130, 90, 65, 45 и 32 нм).

Литография с применением источников излучения с длиной волны 193 нм получила название DUV (Deep UltraViolet — глубокое ультрафиолетовое излучение).

Для того чтобы повысить разрешающую способность литографического процесса при использовании коротковолнового ультрафиолетового излучения с длиной волны 193 нм, применяют различные технологии улучшения разрешающей способности, например маски-шаблоны с фазовым сдвигом. В таких масках, которые, по сути, представляют собой голограммы, на одну из двух соседних прозрачных линий накладывается фазовый фильтр, сдвигающий фазу проходящей волны на 180°. В результате интерференции волн в противофазе происходит их взаимное ослабление в области между двумя экспонируемыми линиями, что делает их хорошо различимыми и повышает разрешающую способность.

Шаблоны с фазовым сдвигом начали применять еще в 65-нм техпроцессе. В результате предпринятых шагов по улучшению традиционной DUV-литографии выяснилось, что оптическую литографию с источником излучения 193 нм можно использовать и для 45-нм техпроцесса. Однако при применении коротковолнового ультрафиолетового излучения с длиной волны 193 нм уже недостаточно использовать лишь одни маски-шаблоны с фазовым сдвигом, чтобы достичь разрешающей способности, характерной для топологической нормы 32 нм (32-нм техпроцесс).

Именно поэтому считалось, что возможности оптической DUV-литографии ограничены техпроцессом 45 нм и переход на 32-нм техпроцесс потребует использования новых источников излучения. Так, предполагалось, что для литографии с проектной топологией 32 нм будет применяться так называемая ЕUV-литография (Extreme UltraViolet — сверхжесткое ультрафиолетовое излучение), которая основана на использовании ультрафиолетового излучения с длиной волны 13,5 нм.

Но, как это нередко бывает в физике, невозможное стало возможным! И 32-нм техпроцесс, и следующий за ним 22-нм техпроцесс будут основаны именно на DUV-литографии на базе 193-нм лазера. Более того, по всей видимости, и следующий за 22-нм техпроцессом 15-нм техпроцесс будет основан на иммерсионной DUV-литографии. Что же касается 11-нм техпроцесса, то четкого понимания того, на какой литографии он будет базироваться, пока нет.

В разработку новой ЕUV-литографии в свое время были вложены просто колоссальные средства, однако, как это нередко бывает в науке, в последний момент стало понятно, что в самом начале была допущена принципиальная ошибка, которая фактически свела на нет все достижения в области EUV-литографии.

Так, еще в 2004 году компании Intel и Media Lario International S.A. (Италия) сообщили о соглашениях, направленных на разработку ключевых оптических компонентов для EUV-литографии. Тогда ожидалось, что EUV-литография будет внедрена в промышленных масштабах к 2009 году. В 2005 году компании Intel и Corning, Inc. заключили соглашение о разработке стеклянных основ фотомасок со сверхнизким распространением тепла ULE (Low Thermal Expansion), необходимых для EUV-литографии. Причем указывалось, что эти фотомаски будут использоваться именно в 32-нм техпроцессе.

Вообще, в свое время EUV-литография была признана консорциумом International Roadmap of Semiconductor Technology самой перспективной технологией литографии следующего поколения, которая будет реализована после нынешнего поколения инструментов литографии с длиной волны 193 нм. Разработками в области ЕUV-литографии активно занимаются с середины 1990-х годов. В частности, еще в 1997 году был сформирован консорциум, разработавший первый инженерный испытательный стенд EUV-литографии.

Однако с применением ЕUV-излучения связаны и некоторые проблемы. Поскольку свет с длиной волны 13,5 нм поглощается всеми материалами, из которого изготавливаются традиционные линзы, в том числе стеклом, в EUV-литографии используется полностью отражающая, а не пропускающая оптика. Новая технология предполагает применение серии из специальных выпуклых зеркал, которые уменьшают и фокусируют изображение, полученное после использования маски. Каждое такое зеркало содержит 80 отдельных металлических слоев толщиной примерно в 12 атомов.

Маски, которые традиционно являются пропускающими, также должны быть и отражающими. Кроме того, вся система должна находиться в вакууме, поскольку световые волны диапазона EUV поглощаются воздухом.

Успехи в области освоения ЕUV-литографии позволили в лабораторных условиях наносить шаблон с минимальной шириной проводников 27 нм. Однако, как выяснилось, по таким показателям, как производительность, ресурс и воспроизводимость, ЕUV-литография существенно уступает DUV-литографии и пока не может использоваться в массовом производстве микросхем. Фактическая ошибка заключалась в том, что изначально данная технология была ориентирована на газоразрядные лазеры. И только два года назад ученые вернулись к разработке плазменных источников излучения, которые позволят преодолеть указанные ограничения EUV-литографии.

Иммерсионная литография (Immersion Lithography)

Иммерсионная литография — это технология, которая применяется для улучшения проекционной литографии. Собственно, именно технология иммерсионной литографии позволяет использовать 193-нм источник излучения в 32-нм и следующем за ним 22-нм техпроцессе.

При иммерсионной литографии кремниевые пластины с нанесенным слоем фоторезиста помещаются в воду (жидкость). Идея заключается в том, что коэффициент преломления воды выше, чем коэффициент преломления вакуума, что эквивалентно уменьшению эффективной длины волны проходящего через воду излучения. Причем длина волны уменьшается ровно в n раз, где n — показатель преломления используемой жидкости. Уменьшение длины волны излучения позволяет повысить разрешающую способность литографии.

Конечно, в иммерсионной литографии есть свои технологические проблемы. Главная из них — это получение жидкости с высоким коэффициентом преломления. При этом жидкость не должна вступать в химическую реакцию с кремниевой подложкой и слоем фоторезиста. Кроме того, при применении иммерсионной литографии приходится учитывать такие негативные явления, как температурные флуктуации жидкости, что приводит к ее неоднородности и, как следствие, к рассеиванию проходящего излучения. Существуют и другие специфические проблемы.

В 32-нм техпроцессе производства в качестве жидкости в иммерсионной литографии используется вода с коэффициентом преломления 1,4. Для того чтобы обеспечить нужный уровень фильтрации жидкости и освободить ее от микроскопических пузырьков (произвести дегазацию), применяется огромная установка стоимостью примерно 30 млн долл. Проблема взаимодействия жидкости с фоторезистом решается за счет нанесения на слой фоторезиста специального покрытия, препятствующего проникновению образующейся при облучении фоторезиста кислоты в воду.

Как уже отмечалось, в иммерсионной литографии 32-нм техпроцесса используется вода. Однако сейчас уже созданы жидкости с коэффициентом преломления 1,8, применение которых, естественно, потребует использования других типов фоторезиста.

Литография с двойной экспозицией

Применение иммерсионной 193-нм литографии позволяет достичь разрешающей способности, необходимой в 32-нм техпроцессе. Однако для достижения разрешающей способности, характерной для 22-нм техпроцесса, одной лишь иммерсионной литографии будет недостаточно. Поэтому для повышения разрешающей способности в 22-нм техпроцессе будет применяться иммерсионная 193-нм литография в сочетании с технологией двойной экспозиции. Более того, технология двойной экспозиции используется и в 32-нм техпроцессе, но только для критически важных узлов.

Идея технологии двойной экспозиции заключается в следующем. Если применяемый литографический процесс не позволяет достичь требуемой разрешающей способности с использованием одной маски, то вместо одной литографической маски можно применять две, а следовательно, и два процесса экспозиции фоторезиста. При этом возникает проблема совмещения масок, однако современные степперы обеспечивают совмещение масок с точностью до нанометра.

Фактически двойная экспозиция позволяет вдвое повысить разрешающую способность. Однако она требует вдвое больше и масок, и технологических операций. То есть, попросту говоря, двойная экспозиция получается в два раза дороже, чем одинарная. Но если использовать фоторезист с нелинейными свойствами, то можно сначала сделать двойную экспозицию, а потом уже приступать к этапам проявления и травления.

Таким образом, применение технологии двойной экспозиции позволяет повысить разрешающую способность литографического процесса без необходимости перехода к новым коротковолновым источникам излучения.

Промышленная струйная печать

Технологию пьезоэлектрической струйной печати можно использовать не только для получения изображений, но и для промышленного производства некоторых компонентов электронных устройств. В частности, метод струйной печати может стать альтернативой литографического процесса, применяемого для выполнения ряда ключевых технологических операций при производстве печатных плат и некоторых других компонентов (таких, например, как дисплейные панели на базе ЖК и OLED). Для промышленных установок, оснащенных пьезоэлектрическими печатающими головками, синтезированы жидкие составы, позволяющие формировать на подложке проводники, изолирующее покрытие и пр. В настоящее время в сфере производства печатных плат и полупроводниковых компонентов метод промышленной струйной печати использует целый ряд компаний: Applied Nanotech, Career Technology, EPSON, Jiatong Technology, M-FLEX, Optomec, Young Poong и др.

 

Рисунок

Многослойная печатная плата на гибкой подложке,
изготовленная методом промышленной струйной печати

Замена литографического процесса на струйную печать позволит значительно сократить материалоемкость и энергоемкость производства, а также заметно уменьшить количество отходов (в том числе токсичных и опасных для окружающей среды). Кроме того, применение струйной печати дает возможность снизить себестоимость и сократить сроки изготовления продукции, особенно при производстве мелких партий и единичных экземпляров изделий.

В настоящее время технология промышленной струйной печати находится на начальной стадии коммерциализации. Первые промышленные установки, предназначенные для изготовления многослойных печатных плат на гибкой подложке, были введены в эксплуатацию в 2002 году. В течение уже нескольких лет технология струйной печати используется для нанесения светоизлучающих материалов и формирования полупроводниковых элементов на подложках дисплейных панелей.

Перспективные технологии памяти

Полимерная память (PFRAM)

Полимерная память (PFRAM) относится к категории флэш-памяти и может использоваться для энергонезависимого хранения данных. По оценкам аналитиков, удельный объем такой памяти, отнесенный к одному квадратному сантиметру площади, почти в 20 раз больше, чем у обычной флэш-памяти. Разработку памяти такого типа ведут многие фирмы, в частности компания Intel в содружестве с Thin Film Electronics, впервые предложившей полимерную память еще в 1994 году. Специалистами Thin Film Electronics получена специфическая группа полимеров с двумя стабильными состояниями поляризации. Их открытие позволяет программировать память путем изменения поляризации пленки сегнетоэлектрического полимера, заключенной между взаимно перпендикулярными металлическими шинами, и обеспечивает энергонезависимость памяти.

 

Рисунок

Пленка полимера может содержать и тонкопленочные транзисторы схем управления. Благодаря возможности формировать многослойные структуры полимерной памяти обеспечивается ранее недостижимый объем памяти. Если для функционирования обычной кремниевой схемы памяти объемом 1 Гбит требуется 1,5- 6,5 млрд транзисторов, то для памяти PFRAM-типа такого же объема их нужно только 500 тыс. При этом объем полимерной памяти размером с кредитную карту эквивалентен объему 400 тыс. CD-дисков или объему устройства, хранящего достаточно данных для воспроизведения музыки MPG-формата в течение 126 лет. При этом увеличение емкости памяти за счет нанесения дополнительных полимерных пленок не влечет за собой существенного роста потребляемой мощности.

Полагают, что полимерная память найдет применение в первую очередь в картах памяти цифровых фотокамер и другом бытовом оборудовании. Массовое производство PFRAM-памяти начнется не ранее 2015 года.

Память с изменением фазового состояния (PRAM)

PRAM — это новый тип памяти, позиционируемый как универсальная замена и динамической, и флэш-памяти. В качестве признака состояния ячейки предлагается использовать изменение фазового состояния халькогенида (chalcogenide) — вещества, способного под воздействием нагрева и электрических полей переходить из непроводящего аморфного состояния в проводящее кристаллическое. Такая память известна также как «память с изменением фазового состояния» (phase change memory, PCM), PRAM и Ovonic Unified Memory. Она является энергонезависимой, то есть не требует электропитания для сохранения своего состояния.

Наряду с материалами, описывающими возможные перспективы производства мультигигабитных чипов PCM по 45- или 32-нм процессу, компания ST представила прототип 128-Мбит чипа PCM, изготовленный по 90-нм технологии. К преимуществам PRAM-памяти относятся малая площадь ячейки, хорошие электрические характеристики и высокая надежность.

До сих пор халькогениды применялись в основном в перезаписываемых оптических носителях, где использовалась их способность к изменению не только электрических, но и оптических свойств, а коммерческая реализация PCM была затруднена из-за проблем с получением достаточно качественного материала. Возрастание интереса к этому типу памяти связано с тем, что PCM лучше подходит для применения вместе с более «тонкими» литографическими техпроцессами, чем динамическая или флэш-память.

Магнитная память (MRAM)

MRAM (Magnetic Random Access Memory) — это один из перспективных типов энергонезависимой памяти, которая может прийти на смену как динамической оперативной памяти DRAM, так и статической памяти SRAM и флэш-памяти.

Вместо конденсаторов, применяемых в микросхемах DRAM, технология MRAM предусматривает использование тонкой магнитной пленки. В привычных нам микросхемах памяти информация сохраняется благодаря формированию соответствующим образом распределенного заряда конденсаторов, а в устройствах MRAM это будет осуществляться за счет намагничивания пленки.

Одно из преимуществ новой технологии заключается в том, что, в отличие от DRAM, память MRAM является энергонезависимой. В микросхемах DRAM информация хранится в конденсаторах, и при отключении питания происходит ее потеря. Это означает, что для длительного хранения информацию необходимо переписывать на жесткий диск, имеющий магнитную поверхность. Благодаря энергонезависимости память MRAM позволяет преодолеть это ограничение.

При применении эффекта магнитной поляризации отпадает необходимость в периодическом обновлении памяти MRAM. Таким образом, не требуется и загрузка компьютера в начале каждого сеанса работы. Пользователи получат в свое распоряжение устройства, находящиеся в постоянной готовности.

Еще одно преимущество памяти MRAM состоит в том, что она подразумевает бесконечное число циклов записи (для флэш-памяти число циклов записи ограничено), а также очень высокие скорости записи и доступа. Запись бита информации в чип MRAM происходит примерно в миллион раз быстрее, чем во флэш-память. Время чтения бита из MRAM примерно в три раза меньше, чем у NOR-флэш, и почти в тысячу раз меньше, чем у NAND-флэш-памяти.

Технология MRAM выглядит многообещающей. Конечно, пройдет еще немало времени, прежде чем память MRAM появится в коммерческих системах. Но если данная технология будет развиваться в правильном направлении, то со временем она вытеснит с рынка микросхемы DRAM.

Первоначально прогнозировалось, что первые образцы MRAM-памяти появятся на рынке уже в 2004 году, а в 2005-м спрос на память составит 40 млрд долл. Именно такие прогнозы делались в 2001 году. Действительно, в июне 2004 года компания Infineon продемонстрировала чип MRAM емкостью 16 Мбайт, однако производство MRAM-памяти до сих пор не вышло на уровень серийного, хотя различные компании периодически делают анонсы о разработке новых типов MRAM-памяти. Как повлияет кризис на дальнейшее развитие MRAM-памяти, предсказать довольно сложно. Но то, что в скором будущем эта память не станет массовой, очевидно.

Альтернативные источники питания

Компактные топливные элементы

Топливные элементы — это специализированные химические реакторы, предназначенные для прямого преобразования энергии, высвобождающейся в ходе реакции окисления топлива, в электрическую энергию. Большинство существующих конструкций малогабаритных топливных элементов, технически пригодных для установки в портативные ПК и электронные приборы, относятся к категории DMFC  и рассчитаны на использование метилового спирта или его водного раствора. В настоящее время работы по созданию компактных топливных элементов ведут компании Hitachi, LG Electronics, NEC, MTI MicroFuel Cells, Smart Fuel Cell, Sony, Toshiba и др.

 

Рисунок

Ожидание первых серийных устройств, оснащенных компактными топливными элементами, растянулось почти на три года. Некоторые производители обещали представить их еще в 2006-м, однако на деле приступить к выпуску пилотных серий подобных аппаратов удалось лишь в 2009-м.

В конце 2008 года компания MTI MicroFuel Cells представила готовое к серийному производству зарядное устройство на базе топливных элементов Mobion со сменными картриджами. Топлива, содержащегося в одном картридже, хватает на выработку 25 Вт•ч электроэнергии. В ноябре 2009 года компания Toshiba начала в Японии продажи опытной партии портативных источников питания Dynario. Оба аппарата оснащены топливными элементами типа DMFC и предназначены для подзарядки мобильных устройств, подключаемых к стандартной розетке USB. Отметим также, что эти устройства являются гибридными: помимо топливного элемента в них установлен литий-ионный аккумулятор, который не только позволяет запасать неиспользованную сразу электроэнергию, но и выполняет роль буфера, обеспечивающего оптимальный режим работы топливного элемента при значительных колебаниях силы тока в цепи нагрузки. По мнению специалистов, именно гибридная конструкция станет самым популярным решением в ближайшем будущем.

 

Рисунок

Портативное зарядное устройство Toshiba Dynario (справа)
позволит регулярно подзаряжать мобильный телефон даже
в длительном путешествии вдали от очагов цивилизации

В настоящее время компактные топливные элементы находятся на пороге коммерциализации. Согласно результатам ежегодного исследования, проведенного специалистами ресурса Fuel Cell Today, в течение 2008 года было поставлено порядка 9 тыс. источников питания на базе компактных топливных элементов. Правда, в основном это были демонстрационные образцы для разработчиков. По мнению авторов отчета, в 2010 году объемы поставок этих устройств значительно возрастут. Основу «первого эшелона» серийно выпускаемых изделий на базе топливных элементов составят внешние источники питания и зарядные устройства для мобильных телефонов, ноутбуков и прочей портативной электронной техники. В течение нескольких последующих лет количество поставляемых устройств увеличится до нескольких миллионов штук в год, а сфера их применения будет постепенно расширяться: в продаже появятся портативные устройства со встроенными энергоустановками на базе топливных элементов. К 2019 году прогнозируется увеличение объема продаж компактных топливных элементов до 30 млн штук в год. Однако на данный момент, помимо ряда чисто технических проблем, перед производителями стоит еще одна непростая задача — наладить каналы распространения топливных картриджей, которые должны стать таким же доступным товаром, каким сегодня являются батарейки.

Беспроводные зарядные устройства

Принцип передачи электроэнергии без проводов на небольшие расстояния известен уже более века и в настоящее время успешно применяется в ряде устройств (например, в графических планшетах). Учитывая темпы роста парка портативных электронных устройств, не удивительно, что идея использования технологии беспроводной передачи электроэнергии для подзарядки аккумуляторов портативной электронной техники становится все более популярной.

В настоящее время работы по созданию беспроводных зарядных устройств небольшой мощности (порядка нескольких ватт), использующих для передачи энергии принцип электромагнитной индукции в ближнем поле, ведут компании Qualcomm, Seiko Epson Corporation (совместно с Murata Manufacturing), Fulton Innovation, Splashpower и ряд других. Стоит также упомянуть о разработках компании Intel, нацеленных на создание более мощной беспроводной системы передачи электроэнергии с увеличенным радиусом действия. Она позволит обеспечить питание нагрузки, потребляющей несколько десятков ватт, и передавать энергию на расстояние до 90 см. Работающий прототип такой системы был продемонстрирован на осеннем форуме IDF 2008. Подобные системы позволят подзаряжать без подключения кабеля не только маломощные устройства (мобильные телефоны, портативные медиаплееры и т.п.), но и ноутбуки.

 

Рисунок

Беспроводной зарядный планшет компании Powermat
позволяет одновременно восстанавливать запас энергии
в аккумуляторах нескольких маломощных устройств. Правда, для этого гаджеты
придется оснастить специальными приемными модулями

В современных условиях успешное внедрение беспроводных зарядных систем (как, впрочем, и других революционных инноваций) немыслимо без принятия единого стандарта, гарантирующего перекрестную совместимость оборудования различных производителей. Для решения этой важной задачи 17 декабря 2008 года была основана организация Wireless Power Consortium. Изначально в ее состав вошли представители компаний ConvenientPower, Fulton Innovation, Logitech, National Semiconductor, Royal Philips Electronics, Sanyo Electric, Shenzhen Sang Fei Consumer Communications и Texas Instruments. Впоследствии список членов Wireless Power Consortium расширился: в числе прочих компаний в консорциум вошли такие известные производители, как Olympus, Nokia и Energizer.

 

Рисунок

Такой логотип появится
на устройствах, соответствующих
стандарту Wireless Power Consortium

В настоящее время члены консорциума завершают работу над окончательным текстом первой версии спецификации единого индустриального стандарта беспроводных зарядных устройств. Этот документ описывает требования к источникам питания и адаптерам для беспроводной подзарядки портативных устройств с энергопотреблением не более 5 Вт (мобильных телефонов, портативных цифровых медиаплееров и т.д.). 17 августа 2009 года был утвержден логотип этого стандарта, представляющий собой стилизованное изображение букв Qi (читается как «ки»). Он будет использоваться для маркировки зарядных устройств, соответствующих требованиям стандарта Wireless Power Consortium.

Беспроводные зарядные устройства небольшой мощности находятся на пороге коммерциализации. В 2008-2009 годах было представлено несколько моделей беспроводных зарядных устройств небольшой мощности, однако по сути это лишь пилотные образцы для демонстрации возможностей данной технологии. Чтобы это решение стало по-настоящему массовым, производителям необходимо не только принять единый индустриальный стандарт и наладить выпуск беспроводных зарядных устройств, но и насытить рынок достаточно большим количеством портативной техники со встроенной поддержкой данной технологии.

Миниатюрные виброгенераторы

Одним из перспективных направлений развития систем электропитания портативных устройств является использование миниатюрных генераторов, преобразующих механическую энергию в электричество. На проходившей в Йокогаме (Япония) выставке Embedded Technology 2009 компания NEC продемонстрировала прототип пульта ДУ, который работает без батареек и аккумуляторов. Необходимый для работы устройства ток вырабатывает встроенный генератор, который преобразует механические колебания, возникающие при нажатии на клавиши на пульте, в электричество. Разработчики полагают, что безбатареечные пульты ДУ могут появиться в продаже уже в 2011 году. В перспективе подобными источниками энергии можно будет оснащать и другие устройства, например беспроводные манипуляторы и клавиатуры для ПК.

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 1'2010

Наш канал на Youtube

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует