有没有觉得你没关炉子？威廉·沃伦几年前就有这种感觉，而且他猜对了。他在桑迪亚国家实验室的半导体研究小组中的一位同事，不小心把一个实验电容器——电路中的一种元件——在实验室里烤得太久了。当他们把它取出来时，这个小组决定随便做一些测试。当他们给电容器施加正电压时，它的电气性能正如他们所料。但当他们反转极性，将芯片施加负电压时，它的表现却相当奇怪。更奇怪的是，即使关掉电压，这种元件仍然表现得很奇怪。更奇怪的是，他们可以通过再次反转电压来撤销这种变化。
发生了什么？显然，非传统的加热使得质子可以在电容器内自由移动。正电压将这些带电粒子推到电容器的底面，改变了电容器的电导率。直到反向电压出现，将它们推回顶面，它们才停止在那里。在硅制成的电元件中，从未观察到过类似的情况，但即便如此，沃伦也认为这仅仅是个好奇心。直到几周后，他在一个电子学会议上与其他研究人员坐在一起，有人脱口而出，这个元件可能非常适合非易失性内存——也就是断电后不会遗忘一切的计算机芯片。
大多数便携式电子设备，如手机和数码相机，已经内置了一些非易失性内存芯片，但与传统内存相比，它们的制造成本昂贵且速度缓慢。相比之下，沃伦的芯片的制造方式与普通芯片相同，这意味着它们的制造成本和速度应该与普通芯片一样。研究人员在 1998 年 4 月制造了第一批晶体管，但沃伦警告说，在他们准备好生产数千个晶体管的商业级工作芯片之前，还有很多工作要做。“如果芯片是基于‘玻尔铝’和‘乌有金属’制成的，那么具有出色电气性能的芯片对你来说也没有多大用处，”他沉思道。
最终入围者
微型天线分形天线系统公司的分形天线创新者：内森·科恩
1987 年，当内森·科恩开始为他心爱的业余无线电折叠临时天线时，他并没有寻求任何突破。他只是不想让邻居们抱怨他公寓窗户上伸出的难看的天线。
但是怎么折叠呢？科恩想起在一次讲座中听到的关于分形的内容——那些在各种尺度上具有重复图案的几何形状，就像树叶的边缘和海岸线以及大自然中的其他事物一样。但那到底是什么？他终于想起，分形可以将最长的长度塞进最小的面积。于是，他将电线弯曲成一个类似宝塔的分形图案，占用的空间仅为直线的四分之一，然后拿起他的功率计来检查信号衰减了多少。“我惊呆了，”他回忆道。“弯曲电线几乎总是会降低信号，但在这种情况下，没有可测量的差异。”
科恩立即刷爆信用卡，在车库里建立了一个实验室来研究这种现象。显然，分形形状充当了电容器和电感器——这些是通常添加到传统天线中以将其调谐到特定频率的电子元件。然而，由于其几何结构的某些尚不为人知的奇特之处，分形天线似乎对比传统天线更广泛的频率范围敏感，即使没有添加额外的元件。不过，科恩并没有在理论上停留太久。到 1997 年 1 月，他已经设计出一种只有 35 毫米幻灯片大小的分形天线，可以接收手机使用的低频信号。由于该天线足够小，可以安装在手机内部，因此比大多数无线电话使用的短铜线圈设计不易损坏，而且制造成本也更低。
科恩的公司分形天线系统公司正在与一家制造商（科恩不愿透露是哪家）达成协议，计划在 1999 年将该天线应用于手机。他还正在与一家电力公司就一种无需读取器即可自动广播使用情况的电表进行谈判。并且他正在为直接广播电视开发一种天线版本。
首选金属IBM 的铜芯片创新者：兰迪·艾萨克
铜是制造电子芯片中连接晶体管的微小导线的理想材料。这是因为它是优良的导电体，这意味着很少有能量会以热量的形式浪费掉。只有三个小问题：没有人能弄清楚如何将铜引入其所需的微小孔洞和凹槽中，如何将其从不需要的地方移除，以及如何防止高度活性的金属污染芯片的硅基板。因此，尽管铝是一种较差的导体，但芯片一直采用铝线。“行业内的说法是，铜是未来的导线——而且永远都会是，”IBM 研究副总裁兰迪·艾萨克说。
现在艾萨克可以嘲笑这种说法了，因为去年九月，经过 15 年的努力，他和他在 IBM 的同事终于宣布他们已经开发出一种制造铜芯片的技术。这些芯片不仅性能更好，而且作为一个完全出乎意料的额外好处，它们的制造成本实际上比铝芯片更低。
为了将铜添加到芯片上，艾萨克团队放弃了传统的以气态形式沉积金属的方法，而是转向了液态铜溶液。在低电压下，溶液中的铜离子会被芯片上的孔洞和沟槽吸引并附着。为了清除其他地方的铜，团队用塑料垫和化学浆料将其打磨掉。最后，为了保护硅免受渴望反应的铜的侵害，他们在铜和硅之间放置了一个化学屏障。
“大多数人都认为我们永远无法将这一切结合起来，”艾萨克说。但到明年，第一批铜芯片就应该下线了，大多数观察家预计整个行业都会向这种金属发展。
国际象棋的黑匣子IBM 的深蓝创新者： C. J. Tan
让计算机击败现任国际象棋特级大师的梦想可以追溯到计算机时代的黎明。但直到 C. J. Tan 领导的 IBM 团队开发出一种重达 1.4 吨、由 32 个处理引擎组成的 RS6000SP 机器，科学家们才拥有了完成这项任务的计算能力。
主要的挑战是让所有这些处理器和谐地工作。为了做到这一点，Tan 的团队让一个处理器充当中央调度中心，将可能的走法分配给其他处理器进行评估。每个处理器都会查看潜在的应对走法和反应对策，每次都会查阅一个对局数据库以获取技巧。然后，处理器们会比较信息，专注于最有希望的走法，并更详细地分析这些走法，提前考虑更多的走法。总而言之，这台机器每秒可以考虑 2 亿种走法。这台名为“深蓝”的计算机在 1996 年输给了世界象棋冠军加里·卡斯帕罗夫，比分为 3-1。但在复赛之前，Tan 和他的团队改进了“深蓝”评估不熟悉走法和扩展其数据库的能力。“我们与一位特级大师合作，捕捉了他的知识并将其嵌入程序中，”Tan 解释说。
当然，接下来的事情就是历史了：1997 年 5 月，在纽约市，“深蓝”以 2-1 的比分击败了卡斯帕罗夫。卡斯帕罗夫提议进行一场 20 局的马拉松式复赛，但 Tan 拒绝了。他更愿意专注于将“深蓝”构建中学到的经验教训应用于其他应用——那些具有海量变量的应用，例如药物发现和财务分析。
振动小玩意密歇根大学的微机械谐振器创新者：克拉克·阮
我们没有腕表式手机有两个原因，这两个原因都与一种必不可少的元件——谐振电路有关。这些电子小玩意以与传输对话的无线电波完全相同的频率振荡，从而可以从空气中众多的信号中提取出来。首先，由石英或线圈制成的谐振电路很笨重。其次，它们消耗大量电能，这意味着你需要大电池。
克拉克·阮当时还是加州大学伯克利分校的一名本科生，他发现了潜在的解决方案：用机械版本代替电子谐振器，机械版本基本上由一个简单的硅振动条组成，该振动条固定在支撑结构上；然后，就可以将机械振动转换为电信号中的振荡。唯一的难点是，要使谐振器以手机的频率振动，它必须小于千分之二英寸长。幸运的是，研究人员刚刚开始使用与制造电子芯片类似的技术来制造微型机电装置，阮很快就加入了他们。“我喜欢电子产品，也喜欢小型机械，而且我弹吉他，吉他是一种机械谐振器，”他说。“我所有的兴趣都一下子结合起来了。”
现在是密歇根大学电气工程师的阮，终于在 1997 年 1 月展示了一种微机械谐振器，它足够小，可以取代手机中的低频电子谐振器。由于谐振器是从硅芯片表面雕刻出来的，因此很可能与手机的微电子器件一起制造。这将为“一片芯片上的手机”铺平道路。但在此之前，阮将不得不进一步缩小谐振器，以便它们能够以更高的手机频率振动，这还需要几年时间。
