安全领域纳米电子应用的挑战与前景

纳米电子在安全领域的应用主要在个人紧急情况和家庭安全系统，以及政府主导的保护系统，以免社会受到犯罪和恐怖主义的危害。要在不限制自由的条件下大规模地部署个人保护设施，就要安全系统可靠且容易使用。需要改进对个人的识别技术，提高对爆炸和化学战剂（Chemical Warfare Agent，CWA）等威胁的探测效果。对于纳米电子提供的必要的传感器、计算能力和可靠性，其成本应足够低，以便安全系统能深入布置在我们环境的方方面面。这些系统需要包含嵌入式系统中的高级算法和集成解决方案必需的各种标准，而嵌入式系统则要能融合在基础设施之中。

要实现纳电子产品在军用、民用和个人安全系统中的大规模运用，需要把其成本降到1/10。例如，美国国防部（Department of Defense，DoD）所需的小型化探测器的市场就接近5亿美元；紧随军用和民用市场，在欧盟和美国个人市场将超过50亿美元。(www.xing528.com)

安全系统可以分成三类：第一类是低价的个人紧急系统和家庭保护系统，它们的价格应是消费者可以支付的；第二类，用于航空、交通、航海、大型购物中心等的高性能、高效系统；第三类，分散信息系统，如电子银行系统、电子订货和付款系统，以及多个治疗服务供应商（如医院和其他机构）和病人间的健康信息系统。对于这些安全系统，必须在安全和隐私传统解决方案的封闭IT基础设施中的多个地点加入认证和个人识别等通用装置和专用装置（远程监控）。为了能够实现大规模推广应用，这些系统需要是不显眼的且成本低廉。因此，这些系统必须小巧且容易使用，而且只有高度小型化才满足未满足的市场需求。然而，高可靠性要求意味着这些系统必须复杂且多功能，以便它们能依据多种参数（指纹、声音、虹膜形式等）的组合而不是单个参数来做决定。这就需要集成各种传感器、MEMS/机电一体装置和光子装置。这些装置要能通过有线网络和无线网络与其他装置或系统进行通信，且这些装置必须牢固可靠以防遭人破坏，同时这些装置要能够承受可能影响其性能的环境状况（辐射、化学腐蚀、振动等）。