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《巴倫周刊》新一期封面文章表示，我們用50年時間完善計算機的大腦微處理器，現在應該給大腦相應的肌肉“致動器”施展力量了，這便是更快、更智能、更優秀的下一代芯片革命。
半導體、醫藥、消費電子行業公司--比如應用材料公司（Applied Materials）和恩智浦（NXP）--正在制造將改變我們身體、環境或交通方式的設備。
我們周圍的世界不久將被那些影響我們生活空間、我們的身體、以及影響我們聲光體驗的設備所吞沒，這些設備的動力來自半導體與微型發動機的創新結合。諸如給智能手機充電、煮雞蛋之類的簡單任務，以及復雜如掃描結直腸癌或為長距離飛行無人機提供動力等都將被改變。
《巴倫周刊》雜志封面
通過將刺激信號轉變為二進制數據，傳感器賦予機器感知光線、高度、濕度的能力。即將來臨的革命將充滿反其道而行之的所謂致動器。通過將二進制數據轉換為某種形式的力量，比如光線、電磁波，甚至能夠推動物體的物理壓力，致動器能夠讓機器使我們的世界簡單化。
致動器像之前的傳感器一樣，是科技上下求索的部分成果，目的是為了讓機器做越來越多的事情，效率越來越高，有史以來最高效的信息設備微處理器即是其典型體現。
斯坦福大學機械工程系副教授薩福（Paul Saffo）表示，我們花了五十年時間打造計算機的大腦（微處理器），現在應該給這些大腦相應的肌肉影響我們的世界了。
“大家可以隨便看看任何笨重的東西，然后把它做得又小又便宜，”薩福說。“未來便是我們如何用更少的東西做更多的工作。”
于是整個工業都將被重新塑造。比如，化石燃料市場將遭受新的挫折，因為電動汽車用一塊簡單的充電板電可充電，其方式就像座充給Apple Watch充電一樣。
生命科學市場也將不得不適應新的世界，在這個世界口服一粒膠囊便可進行檢查和治療。配備致動器的機器人能夠十分精確地移動部件和進行無線充電，從而將承擔更多制造任務。
在這個更快、更好、更智能的世界里，致勝者將是應用材料之類的公司，這是全球最大的半導體制造設備公司，正在開發利用創新材料更高效地動用能源的辦法。Integrated Device Technology公司（IDT）之類歷史較老的模擬芯片公司將因其掌握電能運動的能力而獲得新的重要性。新近上市的明星公司，比如無線能源公司Energous，隨著其產品成為現實將獲得優勢。造就致動器革命的更多公司尚未上市。
拿微波爐這樣的笨設備來說吧。在芯片制造商恩智浦亞利桑那州辦公大樓的一間會議室里，幾臺微波爐放在一起做演示。負責該公司新興應用部門及射頻烹飪的維薩（Dan Viza）希望通過烹飪一個雞蛋來顯示公司芯片的神奇功能。
你不能在微波爐里烹飪雞蛋。因為微波爐發射微波的磁控管力量太大，會使雞蛋爆炸。維薩的電器看起來就像一臺傳統微波爐，但安裝了一個功率放大器，即恩智浦銷售多年的芯片。該芯片用在移動蜂窩基站中向你的手機發送射頻信號。
在微波爐中，功率放大器就是利用微波輻射刺激食物分子的致動器。但它能夠持續改變微波輻射強度，和磁控管的統一輻射不同，當食物比較嬌嫩時能夠調低輻射強度。最后烹飪出來的雞蛋變了形，裝在小盤子里。咬一口會發現雞蛋硬，不好吃，但也并非嚼不動--介于煮雞蛋和蒸雞蛋之間，但完全可以吃。
維薩及其同事、恩智浦射頻芯片業務經理哈特（Paul Hart）表示，如果功率放大器能夠烹飪一個雞蛋，那它也能烹飪整頓飯。他倆把它稱之為“高分辨率烹飪”設備。維薩說，磁控管以要么打開要么關閉的方式提供微波輻射，但利用恩智浦的芯片就能夠控制微波輻射，為不同溫度區間的食品分配熱源，為蔬菜、肉類、面包等你放進去的食品適用不同的加熱方式。
這本身不是什么新技術，多年來恩智浦一直在出售功率放大器。但直到2014年，該公司才能夠以完全符合家電制造商標準的方式制造一臺足以高效地將電力轉化為熱量的設備。
在盛傳將被無線芯片制造商高通收購的背景下，六周來恩智浦股價累計上漲約20%。預計該交易將在本周宣布。
和恩智浦的芯片不同，一些致動器需要半導體材料實現突破。前途最光明的突破之一是由氮化家化合物做成的半導體材料。在將電子運動轉變為向外輻射的能源方面，這種材料比硅有效得多。
氮化鎵（GaN）獲得了越來越多的追隨者。總部位于加州弗里蒙特的創業公司Soraa利用該技術開發了發光光譜大大拓寬的新型LED燈泡。在這種燈泡的照射下，色彩顯得比典型LED燈照射下更加豐富。
對于GaN的熱情，很少有人比得上加州創業公司Efficient Power Conversion （EPC）聯合創始人兼CEO李都（Alex Lidow）。他的團隊正在推廣令人震驚的大量創新。其中一項是以色列公司Check-Cap開發的結直腸癌檢測藥丸。結直腸癌是美國癌癥第二大死因，五十歲以上的美國人都建議進行結直腸癌篩查，但40%的人沒有進行篩查。Check-Cap CEO丹澤爾（Bill Densel）稱，篩查很有效果，能挽救性命，但過程很不舒服，令人尷尬，所以人們不去。
EPC的GaN芯片放在藥丸里，由病人吞服，無需禁食。藥丸進入體內之后，隨著組織暴露于X光之下，GaN芯片檢測到從結直腸壁反彈的光子。這些光子可用來生成結直腸的360度輪廓圖。該光子數據發送到病人穿戴的無線接收器。
平均兩三天后藥丸從體內排出，病人把無線接收器交給醫生分析。向結直腸內壁突出的息肉，以及那些不規則的東西，我們在看輪廓圖的時候便一覽無余，丹澤爾這樣解釋息肉和腫瘤探測。這項檢查預計花費約六百美元，而結腸鏡檢查就需1200美元或更多，還不包括麻醉費用。
Check-Cap正在準備一系列臨床研究，最終在2018年進行美國食品藥品管理局審批研究，預計可在明年完成。該公司今年8月進行了注冊直接公開募股，現金充足，能夠用到明年。值得一提的是，Check-Cap仍然是一家處于發展階段的公司，股票市值只有2300萬美元。
EPC正在與另一家未披露名稱的公司合作，開發無線供電人工心臟，不再向患者身體接入各種金屬線。
另一項用途以色列創業公司BlueWind Medical（Rainbow Medical子公司）正在開發。該公司制造一種神經刺激設備包圍神經末梢，通過對突觸產生小的電場來調節痛感。該設備可由患者通過體外無線控制器開關減輕痛感，一天最長可用八小時，定將成為止痛藥的替代品。
不過，很少有東西像李都所想的那樣富余遠見，他認為筆記本電腦電源線將成為歷史。“十年內，我們將開始看到電源線的消失，”他說。我不知道誰會喜歡電源線。
EPC與絕大多數無線電源制造公司往來，其中之一為上文所提IDT。該公司制造“磁性電感器”部件，通過向磁線圈送電，能源可傳輸到與之接觸的另一線圈。這就是Apple Watch的充電方式。迄今為止IDT賣出了7000多萬無線充電器芯片，是業內老大。
IDT首席技術專家Sailesh Chittipeddi認為，電感器大有用武之地，銷量會達到數億規模。
在傳感器方面，汽車是一個重要試驗場。汽車裝備的電子產品越來越多，比如特斯拉的17英寸視頻儀表盤和車載攝像頭。所有這些都使得芯片的電線連接增多。Chittipeddi表示，各部件之間的電線連接幾乎占到整車重量的三分之一。
Chittipeddi說，汽車側視鏡控制可由電感器而非電線供電；汽車制造商正在盡可能地采用無線技術以設法降低成本。
目標更宏偉的是無需接觸便可運行的磁共振。Lidow的公司正與包括波士頓WiTricity在內的眾多團隊合作。WiTricity公司創始人是麻省理工物理學教授索爾亞契奇（Marin Soljacic），解決了調諧磁線圈以更加高效地傳輸能源的辦法。
WiTricity CEO格魯森（Alex Gruzen）表示，公司與一家大型筆記本電腦制造商就即將實現的無線充電能力達成協議，并與汽車制造商合作以實現千瓦級電力無線傳輸。“設想一下你的車庫地面上有一塊襯墊，汽車停在上面便可自動充電，距離汽車底盤一兩英尺無線充電，” 格魯森說。
對有的人來說，IDT和WiTricity的接觸式充電或短距離充電還不夠遠大。無線和半導體業界資深人士經營的Energous認為，通過利用類似恩智浦微波爐技術的射頻電源，可在最遠達15英尺的距離對房間內的設備無線充電。
這種充電方式不如有線充電快速，但如果你周圍表面到處都嵌入傳輸設備，能夠持續使用，那么快速也就沒有必要。Energous CEO雷佐尼（Ateve Rizzone）表示，在這種情況下，從你駕車到坐在辦公室，再到在家休息的時間，你的可穿戴設備或手機都會源源不斷地獲得電力，持續滿電運行；設備電力耗盡，急急忙忙找插座的時間將減少。
也有持懷疑態度者，其中部分是專業人士，比如TechInsights子公司Chipworks科技情報部副總裁莫里森（Jim Morrison）。莫里森認為，無線電源至少還要等五年，它太超前，目前根本不具成本效益。
還有Seeking Alpha網站，網站上一些博士論文式的文章反駁Energous的技術主張。
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雷佐尼謹慎表示，“賣空者已成為一個問題。他們非常聰明，綜合了很多聽上去振振有詞的精確數字，造成一定程度的擔憂，但我們將繼續克服這些問題。”事實上該股今年累計上漲了一倍多，自2014年3月上市以來累計上漲56%。“因為最終該技術是實實在在的，是安全的，我們將獲得聯邦通信委員會的批準，”雷佐尼說。
雷佐尼說，利用Energous技術的首批產品是接觸式充電器，定于明年一季度出貨；無線充電距離在一個房間的非接觸式充電器將隨后于明年末出貨。
從射頻烹飪到體內的GaN藥丸再到無線充電，所有這些技術都將被其產品組裝方式推動或阻礙。組裝這些產品則是應用材料公司的一項工作，該公司是向英特爾和其它芯片制造商提供有關工具的全球最大供應商。比如，汽車具有圖像投射到儀表盤之上的“平視”顯示器。“平視”顯示器用了很多微型鏡面，這些鏡面像無數個小型機械構件，具有名為微機電系統的移動部件。
汽車制造商希望這類微型鏡面與推動鏡面的控制電路制造在同一塊硅板上，因為如此將節省電力。但迄今為止還不可能做到這樣。
應用技術公司已經找到了利用硅鍺化合物集成二者的辦法，并表示已做好向客戶演示的準備。
應用技術公司首席專家那拉馬蘇（Om Nalamasu）表示，這種創新通常將提高材料工程在打造創新設備中的作用；上世紀80年代末，大部分半導體產品用了六七種元素，如今要用到元素周期表中的一半。
作為機器肌肉的致動器與作為其耳目的傳感器結合將如何？這將極大造福人類，尤其是在醫療領域，不過機器本身也將獲得最大的優勢。
對人類來說，傳感器可探測人的腦電波，將思想轉換為使致動器移動四肢的信號--也許在脊柱或神經受損的情況下，類似于科學家霍金（Stephen Hawking）通過轉動眼球在計算機上打字類似。
更切實的前景在于，被無線充電解放的電動汽車將通過傳感器自動導航到最近的充電站，無需人工插上插頭充電。這類連續充電系統將使得高容量電池沒有必要，從而增強交通工具中電力動力與汽油動力的競爭力。這顯然還將促進無人駕駛汽車的進展。
與之類似，內置致動器以操縱物體的機器人甚至可承擔更多的工廠工作。由于地面充電站通過射頻傳輸向飛行中的無人機傳輸電力，無人機可飛行更遠的距離。
投資者迷戀于因傳感器而實現的手機應用（比如跟蹤健身計劃、監測用戶所處位置天氣和發現附近公司的應用）的經濟潛力。不過這些投資者將被接下來的傳感器--致動器震驚。致動器改變日常環境的能力將使得我們周圍的世界像手機內的世界一樣五彩繽紛，這對投資者來說甚至更加有前途。（檸楠/編譯）
工商網監
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