เ ค รื่ อ ง จั ก ร บ น แ ผ่ น ชิ ป

มีการตั้งสมมติฐานกันว่า ไมโครซิสเต็มมีผลกระทบกับอุปกรณ์เชิงกล อุปกรณ์ออพติก และอุปกรณ์ด้านเคมีภัณฑ์ คำถาม ที่เกิดขึ้นคือ ไมโครอิเล็ก ทรอนิกส์ส่งผลกระทบในแง่ใดต่อเซมิคอนดักเตอร์ขณะที่อนาคตของไมโครซิสเต็มนั้น งดงาม แต่เรื่องราวหรือการเปิดตัวโครงการใหม่ๆ กลับมีให้เห็นถึงขณะนี้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ....แต่สิ่งนี้กำลังจะเปลี่ยนแปลง

ในยุคคลาสสิกปี 1966 ภาพยนตร์ ที่สร้างจากนวนิยายแนววิทยาศาสตร์เรื่อง "Fantastic Voyage" เป็นเรื่องของเรือดำน้ำ และลูกเรือ ที่ถูกย่อส่วนให้เล็กลงจนต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ส่อง ก่อนแล่นไปตามเลือด ที่ไหลเวียนในร่างกายของนักวิทยาศาสตร์ผู้หนึ่ง ภารกิจของพวกเขาคือ กำจัดก้อนเลือดในสมองโดยใช้แสงเลเซอร์ เทคนิคการย่อส่วนในภาพยนตร์เรื่องนี้กล่าวพาดถึงแนวคิดเรื่องการลดขนาดของอะตอม ที่ค่อนข้างคลุมเครือ ถือเป็นทางออก ที่ไม่น่าจะเกิดขึ้นได้จริง แต่แนวคิดเรื่องการสร้างเครื่องจักรขนาดเล็กจนต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ส่อง กลับสร้างแรงบันดาลใจให้กับวิศวกรอีกหลายๆ รุ่นต่อมา

ทำไมจะทำแบบนี้ไม่ได้? ในท้ายที่สุดแล้ว ได้มีการย่อส่วนแผงวงจรรวมลงจนเหลือขนาดเล็กมากจนต้องใช้กล้องจุลทรรศน์เข้าช่วยตลอด 30 ปีที่ผ่านมา และยังจะเล็กลงๆ เรื่อยๆ ซิลิคอนชิปได้พัฒนาในด้านความเร็ว และความสลับซับซ้อนทุกๆ ปี ขณะที่มีการติดตั้งทราน ซิสเตอร์มากขึ้นๆ ซึ่งหมายความว่า ไมโครอิเล็กทรอนิกส์สามารถนำมาปรับใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ต่างๆ ได้อย่างหลากหลายขึ้น อาทิ เครื่องเล่น DVD และเว็บเซิร์ฟเวอร์ ที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ผลที่เกิดขึ้นคือ การทุ่มเงินลงทุน อีกมหาศาล เพื่อสร้างทรานซิสเตอร์ ที่เล็กอยู่แล้วให้มีขนาดเล็กลงไปอีก

อย่างไรก็ดี การคัดลอกวงจร ที่มีอานุภาพต่อทุกสรรพสิ่ง ยกเว้นไมโครอิเล็กทรอนิกส์ กลับเป็นเรื่อง ที่ลำบากยากเข็ญ แม้การวิจัย และพัฒนาในด้านไมโครซิสเต็มเกิดขึ้นตลอดกว่า 20 ปี แต่กลับมีสัญญาณ บ่งชี้ถึงแนวคิดที่ว่าทั้งห้องปฏิบัติการ ทางเคมี ที่ย่อขนาดลง อุปกรณ์เชิงกล และระบบออพติกจะก่อให้เกิดประโยชน์ในระดับ ที่เทียบเท่ากับความสำเร็จ ที่ซิลิคอนชิปทำให้กับอิเล็กทรอนิกส์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น

หากจะให้ความยุติธรรม ความสำเร็จของไมโครซิสเต็มยังมีให้เห็น ตัวอย่างหนึ่ง ที่มักถูกหยิบ ยกขึ้นมาพิจารณา คือ เครื่องตรวจจับการพุ่งชน ที่อยู่ในระบบถุงลมนิรภัย เซ็นเซอร์หรือเครื่องตรวจจับนี้ทำงานได้ด้วยการตรวจจับการเคลื่อนไหวของชั้นขนาดจิ๋วในระหว่าง ที่มีแรงกระแทกส่วนหัวของเครื่องพิมพ์แบบอิงค์-เจ็ต และตัวขับ ฮาร์ดดิสก์ล้วนเป็นไมโครซิสเต็ม ทั้งไมโครซิสเต็มที่ใช้ผลิตหัวพ่นน้ำหมึกขนาดจิ๋ว หรือ ที่ใช้ปรับตำแหน่งในเชิงกล ของเซ็นเซอร์แม่เหล็ก ที่ลอยอยู่เหนือพื้นผิวของแผ่นดิสก์

แต่ทั้งหมดนี้ยังห่างไกลจากผลิตภัณฑ์มากมายหลายประเภท ที่ต่างใช้ไมโครซิสเต็ม และความคึกคักของกิจกรรมทางอุตสาหกรรม ที่มีไมโครอิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวเร่ง จริงๆ แล้ว ความผิดหวังตลอด 1-2 ปีที่ผ่านมาค่อนข้างเด่นชัด เพราะหน่วยงานภาครัฐ ที่ให้เงินสนับสนุนต่างเบื่อหน่ายกับการเปิดตัวโครงการค้นคว้าใหม่ๆ ด้านไมโคร ซิสเต็ม และหันไปยังของ ที่มีขนาดเล็กกว่าในอันดับต่อไป อันได้แก่ จุลเทคโน โลยี (nanotechnology) เมื่อหน่วยงานเหล่านี้หันมาจับเรื่องนี้กลับประจวบเหมาะกับที่มีการปรับใช้ระบบไมโครซิสเต็มจนทำกำไรได้ในระดับหนึ่ง

การย่อส่วนในเชิงกล ซึ่งมีประวัติความเป็นมาอันยาวนาน และเริดหรูพอตัว เกิดขึ้นก่อนการเปิดตัวไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เช่น นาฬิกาข้อมือ สิ่งมหัศจรรย์สิ่งหนึ่งอันเป็นผลจากความเพียรพยายามในยุคนั้น แต่ความลับ ที่ทำให้ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ประสบความสำเร็จ ไม่ใช่มาจากเรื่องของขนาดแต่เพียงอย่างเดียว สิ่งที่ทำให้ซิลิคอนชิปมีศักยภาพ คือ รูปแบบการประกอบ และมัดโยงแผงวงจรรวมเข้าด้วยกันบนพื้นผิวของชิปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งวิธีการบัดกรีส่วนประกอบ ต่างๆ ภายในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากเทคนิค ที่รู้จักกันในชื่อโฟโต้ลิโธกราฟี (photolithography) จะทำให้ผู้ผลิต สามารถคัดลอกทรานซิสเตอร์หลายล้าน รูปแบบ และกลุ่มสายไฟ ที่เกี่ยวข้อง ที่อยู่บนพื้นผิวโลหะลงบนส่วน ที่เป็นสีเงินของซิลิคอนเมื่อแสงอัลตราไวโอเลตกะพริบด้วยเทคนิคเหมือนกับการถ่ายภาพ

โฟโต้ลิโธกราฟีเป็นเทคนิค ที่รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ ที่ ซึ่งอุตสาหกรรมโดยรวมกำลังเร่งพัฒนา เพื่อจัดหาเครื่องมือเครื่องใช้ รวมถึงห้องฆ่าเชื้อมูลค่าหลายล้านดอลลาร์ไว้รองรับ ห้องฆ่าเชื้อมีไว้ เพื่อเก็บรักษาชิปให้ปลอดจากละอองฝุ่นในระหว่างการประมวลผล ดังนั้น วิธีที่ดีที่สุดในการผลิตไมโครซิสเต็ม คือ การปรับใช้ไมโคร อิเล็กทรอนิกส์ ที่ผลิตขึ้น เพื่อวัตถุ ประสงค์อื่น

ชิ ป เ พื่ อ ทุ ก สิ่ ง

การพึ่งพาแต่เครื่องมือของอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ไม่ใช่เรื่องง่าย เหตุผลประการแรก คือ หากต้องการสร้างชิ้นส่วนเชิงกล ที่เคลื่อนที่ (ผิดกับวงจร ที่อยู่นิ่งกับ ที่) บนซิลิคอนชิปนั้น นักวิจัยจำเป็นต้องพัฒนาเทคโน โลยีอันล้ำลึกรอบด้าน เพื่อสร้างชิ้นส่วนดังกล่าวขึ้นมาแต่การที่ยังไม่มีมาตรฐานใดๆ ย่อมทำให้การแปรเปลี่ยนต้นแบบ ที่คิดค้นขึ้นภายในห้องปฏิบัติสู่ผลผลิตเชิงอุตสาหกรรมเป็นไปได้ยาก

เหตุผลประการที่สองคือ มีแนวโน้มว่า พัฒนาการของข่ายงานนี้ น่าจะมาจากการผลักดันด้านเทคโนโลยี มิใช่ด้านการตลาดฝ่าย ที่มองโลกในแง่ดีแย้ง ว่า นี่คือ หัวใจของเทคโนโลยี ที่กำลังท้าทายสถานภาพปัจจุบันของอุตสาห-กรรม ข้าง ที่มองโลกในแง่ร้ายเสนอว่า สิ่งนี้เป็นมากกว่าสัญญาณ ที่บ่งชี้ถึงความเกินพอดีในด้านวิชาการที่ ซึ่งนักวิจัยจะมุ่งพัฒนาต้นแบบรุ่นล่าสุดอยู่อย่างไม่มี ที่สิ้นสุด แทน ที่จะหันมาวิเคราะห์อย่างจริงๆ จังๆ ว่า จริงๆ แล้ว ตลาดต้องการสิ่งใด ทั้งนี้ จากการวิเคราะห์หลายๆ เหตุการณ์เมื่อเร็วๆ นี้ พบว่า ทั้งสองกลุ่มมีจุดยืนของตัวเอง

ยุคเฟื่องฟูของอุตสาหกรรมโทรคมนาคมแบบออพติก ที่ได้รับแรงกระตุ้นจากอินเทอร์เน็ต ที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้นักวิจัยไมโครซิสเต็มมองข้ามเรื่องนี้ไปเลยเป็นเวลาไม่น้อยกว่า 1 ทศวรรษ ที่นักวิจัยเหล่านี้ได้สร้างกระจก และเลนส์ขนาดเล็ก ที่ทำหน้าที่สะท้อนลำแสงเลเซอร์รอบๆ พื้นผิวของชิป แต่เมื่อ 1-2 ปีที่ผ่านมานี้ ไมโครซิสเต็มได้กลายเป็นงานวิจัย ที่ยากจะเข้าใจได้ ซึ่งมีการนำมาใช้งานเพียงประปราย ในช่วงเดียวกันนี้เอง ที่มีความต้องการใช้สวิตช์ออพติก ที่หนึ่งในคุณสมบัติของมันคือ การปรับเปลี่ยนทิศทางของลำแสง เลเซอร์จำนวนมากจากไฟเบอร์ออพติกหนึ่งไปอีกไฟเบอร์ออพติกหนึ่งได้ในเวลาเพียงไม่นาน สิ่งนี้กลับกลายเป็นเพียงเรื่องธรรมดาสามัญ ที่กระจกขนาดเล็กชุดหนึ่งสามารถทำได้ดีกว่า

เนื่องจากกระจก ที่ผลิตขึ้นมีขนาดเล็ก จึงเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็ว กระนั้น ก็ดี การเปลี่ยนตำแหน่งของกระจกเชิงกลไปยังตำแหน่งอื่น จะใช้เวลาคิดเป็นมิลลิวินาที แต่นานชั่วกัปชั่วกัลป์เมื่อเทียบกับเวลา ที่ใช้เปิด และปิดทรานซิสเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ คำถาม ที่เกิดขึ้น คือ ทำเช่นไรอุปกรณ์เชิงกลเหล่านี้จึงจะสามารถย่างกรายเข้าสู่โลกแห่งอุตสาหกรรมโทรคมนาคมสมรรถนะสูง เพราะเหตุผลข้อหนึ่งคือ ข้อมูลข่าวสาร ที่ส่งด้วยสัญญาณออพติกจะกะพริบ เร็วมากจนกระทั่งแม้แต่ทรานซิสเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ก็ไม่สามารถทำงานได้ทัน การติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอ นิกส์ลงในเส้นทางการถ่ายโอนข้อมูล ด้วยระบบไฟเบอร์ออพติกกลับทำให้การถ่ายโอนข้อมูลช้าลงโดยไม่จำเป็น แต่กระจกขนาดเล็กไม่เป็นเช่นนั้น เพราะกระจกเหล่านี้จะไม่รบกวนสัญญาณออพติก มันจะทำหน้าที่เพียงปรับเปลี่ยนทิศทางของชุดข้อมูลดิจิตอลขนาดใหญ่ ที่เข้ามาเป็นระยะๆ เพื่อให้ระบบเชิงกล สามารถทำงานได้ทันเท่านั้น

ตลาดสำหรับอุปกรณ์ประเภทสวิตช์รองรับระบบออพติกทั้งหมดมีมูลค่าไม่ถึง 50 ล้านเหรียญ เมื่อปีที่แล้ว แต่คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นกว่า 3,000 ล้านเหรียญในปี 2004 การคาดการณ์ดังกล่าวทำให้บริษัทใหม่ๆ หลายแห่งแข่งขันกันวางตลาด สวิตช์ระบบออพติกหลากหลายประเภท เช่น เมื่อเดือนมีนาคมปีที่แล้ว บริษัทออพติกัล ไมโคร-แมชีน (Optical Micro-Machines) แห่งซานดิเอโก้ได้ติดตั้งสวิตช์ ที่ใช้ร่วมกับกระจกขนาดจิ๋วไว้กับเครือข่ายออพติกในโอคแลนด์ รัฐแคลิฟอร์ เนีย บริษัทเปิดใหม่อีกอย่างน้อย 4 บริษัทมีผลิตภัณฑ์ ที่คล้ายคลึงกันอยู่ในสายการผลิต

ผลพวงอีกประการหนึ่ง ที่ได้จากความเฟื่องฟูนี้ คือ บริษัทโทร คมนาคมขนาดใหญ่หลายแห่งได้เดินหน้าแผนการซื้อบริษัทผู้ผลิตไมโครซิสเต็มขนาดเล็กกว่า เพื่อสร้างหลักประกันว่า พวกเขาต่างมีเทคโนโลยีโนว์-ฮาวไว้ในครอบครอง บริษัทนอร์เทล เน็ตเวิร์คส์ (Nortel Networks) ไอเจดี ยูนิเฟส แอนด์ คัมมิ่ง (JDS Uniphase and Coming) ล้วนแต่ซื้อบริษัทไมโครซิสเต็ม ในช่วง 6 เดือนแรกของปีนี้ ตัวอย่างเช่น นอร์เทล เน็ตเวิร์คส์ ที่ทุ่มเงิน 3,250 ล้านเหรียญสหรัฐ เพื่อ ซื้อบริษัทซีรอส (Xros) ที่ผลิตสวิตช์ ออพติก หรือทุ่มเงินอีก 1,430 ล้านเหรียญสหรัฐ เข้าซื้อคอร์เท็ค (Core- Tek) ที่ผลิตไมโครซิสเต็มที่ใช้ร่วมกับแสงเลเซอร์

ขณะที่บริษัทคู่แข่งหันมากว้านซื้อกิจการอื่นอันเป็นกลยุทธ์การดำเนินธุรกิจอย่างหนึ่ง บริษัทลูเซ่นต์ (Lucent) หนึ่งในผู้นำด้านเทคโนโลยีออพติกของโลกกลับให้ความสำคัญกับทรัพยากรของบริษัทกิจการภายใต้ชื่อเวฟสตาร์ แลมป์ด้าเราเตอร์ (WaveStar LambdaRouter) มุ่งพัฒนาเทคโน โลยีภายในห้องปฏิบัติการเบลล์ แล็บ ที่รับผิดชอบงานวิจัยเป็นหลัก มีการใช้กระจกขนาดจิ๋วชุดหนึ่งจำนวน 256 คูณ 256 โดยกระจกแต่ละแผ่นสามารถปรับเปิด-ปิดในเวลา 10 ใน 1 ล้านมิลลิวินาที ความสำเร็จ ที่ได้จากการแก้ปัญหาเรื่องกระจกขนาดจิ๋วสำหรับบริษัทต่างๆ เช่น ลูเซ่นต์ คือ "ความสามารถในการทำงานร่วมกันในเชิงก้าวหน้า" อย่างเห็นได้ชัด กระจกขนาดจิ๋วไม่เหมือน กับสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์เพราะผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องดัดแปลงกระจกชุดนี้แม้ใช้ความยาวคลื่นออพติกหรือโปรโตคอลสำหรับรับ-ส่งข้อมูลที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุ ที่ 75% ของการถ่ายโอนข้อมูลในทั่วโลกเกิดขึ้นระหว่างเมืองขนาดใหญ่สุด 100 เมือง ทั่วโลก ทำให้เมืองเหล่านี้เร่งอัพเกรด เครือข่ายทั้งหมดเป็นเครือข่ายออพติก ปิดโอกาสให้ทั้งบริษัทลูเซ่นต์ และ บริษัทอื่นๆ สามารถเจาะตลาดเหล่านี้ ที่ล้วนแต่มีศักยภาพ

ปัจจุบัน สิ่งหนึ่ง ที่มีความสำคัญไม่ยิ่งหย่อนไปกว่า สวิตช์ออพติกอาจเป็นเครือข่ายออพติก ตลาดธุรกิจนี้เป็นตลาดที่มีขอบเขตจำกัด เครือข่ายออพติกไม่เป็นที่ต้องการสำหรับสินค้า เพื่อผู้บริโภคบางรายการ เช่น คอมพิวเตอร์ พีซี นอกจากนั้น ในโลก ที่วัยรุ่นเป็นผู้กำหนดกฎเกณฑ์ต่างๆ ความต้องการอาจถึงจุดอิ่มตัวได้ในที่สุด เมื่อมองในทางเทคนิค แนวคิดในเรื่องการสะท้อนของกระจกออกจากชิป เพื่อกำหนดทิศทางของสัญญาณแสงยังมีจุดที่ต้องขบคิดเพราะยังมีอีกหลายวิธี ที่จะนำมาใช้กำหนดทิศทางของลำแสง ที่สำคัญคือ อายุของกระจกขนาดจิ๋วสำหรับสวิตช์ออพติกต้องเป็นช่วงสั้นๆ

แต่ก็ใช่ว่า แนวคิดเรื่องกระจกขนาดจิ๋วนั้น ไม่ดีเอาเสียเลย การใช้สวิตช์ แบบออพติกทำให้การปรับใช้เทคโนโลยี ในด้านอื่นๆ ที่น่าจะประสบผลสำเร็จมากกว่าดูด้อยความสำคัญลงไปถนัดตา ตัวอย่างเช่น บริษัทเท็กซัส อินสตรูเมนต์ (Texas Instrument หรือ TI) ที่ได้พัฒนาแนวคิดนี้มานานนับ 10 ปี ทั้งนี้ เทคโนโลยีประมวลผลของแสงด้วยระบบดิจิตอล (DLP) จะอาศัยชิป โดยมีกระจก ที่เคลื่อนที่ได้จำนวนเกือบครึ่งล้านแผ่นอยู่บนชิปนั้น โดยกระจกแต่ ละแผ่นกว้างเพียง 15 ไมครอน (จุลมิลลิเมตร) อิมเมจดิจิตอลสามารถเคลื่อนจากชุดของกระจกเหล่านั้น ด้วยการสแกนสีแดง ฟ้า และเขียว (แม่สีของ สีอื่นๆ) เหนือกระจกชุดนี้ทั้งชุด และสลับกระจก เพื่อให้สะท้อนสี ที่ตรงกับองค์ประกอบของภาพ ที่ให้ (ในที่นี้คือ "พิกเซล") ในอิมเมจสู่หน้าจอ

เดิมทีเทคโนโลยี DLP เป็นของบริษัท TI ที่ยกให้เทคโนโลยีนี้เป็นตัวเลือกในเชิงดิจิตอลสำหรับเครื่องโอเวอร์ เฮดโปรเจ็ตเตอร์ และนับแต่นั้น มา บริษัท TI ได้ร่วมมือกับบริษัทเทคนิคคัลเลอร์ ดิจิตอล ซินีม่า (Technicolor Digital Cinema) พัฒนาเทคโนโลยีสำหรับจอภาพสีเงิน เมื่อเดือนกรกฎาคม ที่ผ่านมา หุ้นส่วนทั้งสองบริษัทประกาศแผนขยายเทคโนโลยี DLP สำหรับโรงภาพยนตร์ เทคโนโลยีดังกล่าวได้สร้างความบันเทิง และเพลิดเพลินแก่ผู้ชมด้วยสีสันเปี่ยมคุณภาพ และภาพที่คม ชัด ขณะเดียวกัน ในการเป็นหุ้นส่วนธุรกิจกับบริษัทฮิตาชิ บริษัท TI ได้ผลิตโทรทัศน์ DLP ที่จะเปิดตัวในเดือนนี้ (ธันวาคม ปี 2000) และจะกลายเป็นเทคโนโลยี ที่ปรับใช้กับสินค้า เพื่อผู้อุปโภคบริโภคเป็นอย่างแรก

หากวงการโทรคมนาคมสามารถ ทำกำไรได้จากไมโครซิสเต็ม ธุรกิจใหม่ๆ ที่เพิ่งเปิดตัว ซึ่งในที่นี้คือ เทคโนโลยีชีวภาพจะเป็นเช่นไร? ชิปดีเอ็นเอได้สร้างความฮือฮาเมื่อ 1-2 ปีที่แล้วในฐานะคลื่นลูกใหม่ในวงการเคมีชีวภาพในเชิงการวิเคราะห์ แต่การที่ชิปดังกล่าว เป็นเพียงชุดขององค์ประกอบต่างๆ ทาง เคมี ที่ไม่มีการเคลื่อนที่ ชิปนี้จึงไม่เข้าข่ายการเป็นไมโครซิสเต็มที่สมบูรณ์ได้ แต่ในแง่ของเทคโนโลยีแล้ว ชิปนี้คือ แนวคิดของการยกห้องปฏิบัติการทางเคมี ที่ผู้ใช้สามารถตั้งโปรแกรมได้ลงบนชิปเลยทีเดียว และลักษณะนี้เข้าข่ายไมโครซิสเต็ม ความเคลือบแคลงสงสัย ที่ว่า อุปกรณ์ดังกล่าวจะเป็นรูปเป็นร่างได้จริงเริ่มเห็นเด่นชัดขึ้น

หัวใจของแนวคิดเรื่องแล็บ-ออน-อะ-ชิปอยู่ ที่ไมโครซิสเต็มสำหรับจัดการกับของเหลว ซึ่งในที่นี้ คือ ปั๊ม และวาล์วเชิงกลขนาดจิ๋ว ที่นำมาใช้ในระบบไฮดรอลิก มีเพียงไมครอนเพียงส่วนน้อยวิ่งผ่านรูเล็กๆ ขณะที่กระแสน้ำ ไหลผ่านอย่างไม่รุนแรง เป็นสภาวะ ที่รู้จักกันในชื่อ การไหลแบบลามินาร์ การ ไม่มีความรุนแรงหมายความว่า ของ เหลวต่างชนิดกันยาก ที่จะผสมกัน ทำให้ สามารถขนถ่าย "ปลั๊ก" สั้นๆ จำนวนมาก ของโซลูชั่นทางเคมีในกระแสลามินาร์ของน้ำจากส่วนหนึ่งของชิปไปยังอีก ส่วนหนึ่ง โดยโซลูชั่นดังกล่าวจะไม่เจือจาง

ความเหมือนกันระหว่างแล็บ-ออน-อะ-ชิป และกระจกขนาดจิ๋ว ที่ได้รับความนิยมอย่างไม่คาดหวังจากยุคเฟื่องฟูของโลกเครือข่ายออพติกเมื่อ เร็วๆ นี้ คือ แนวคิด "แล็บ-ออน-อะ-ชิป" ตั้งอยู่บนความสำเร็จของโครงการตัดต่อพันธุกรรมมนุษย์ (Human Genome Project) ที่กระตุ้นให้เกิดการลงทุนมูลค่ามหาศาลในด้านเทคโน โลยีใหม่ๆ สำหรับ DNA ที่ตามมา จุดเปลี่ยนเกิดขึ้นในเดือนกันยายนปี 1999 เมื่อบริษัทอากิลเลนท์ เทคโน โลยี (Agilent Technolo-gies) กิจการในเครือของฮิวเลตต์-แพคการ์ด ที่แยกตัวออกมาในฐานะรัฐวิสาห-กิจ ได้เริ่มวางตลาดสินค้า ที่ชื่อ LabChip ซึ่งเป็นชิปแก้ว ขนาดเท่าเหรียญ 1 เซ็นต์ ที่ออกแบบมา เพื่อนำมาใช้ในขั้นตอนเคมีชีวภาพสำหรับวิเคราะห์ดีเอ็นเอ

ภายใน LabChip ซึ่งบริษัท อากิลเลนท์ เทคโนโลยีได้พัฒนาร่วมกับบริษัทคาลิเปอร์ เทคโน โลยี (Caliper Technologies) นั้น ส่วน ที่เรียกว่า สาร เตรียมความพร้อมทางเคมี (chemical reagent) จะถูกสร้างจากถังพักไหลผ่าน ทางช่องหรือรูขนาดเล็ก ที่อยู่บนชิป การเคลื่อนผ่านดังกล่าวจะเกิดขึ้นผ่านวิธีแทรกซึมเชิงไฟฟ้า (electro osmotic) วิธีขนถ่ายของเหลว ที่อยู่รอบๆ ด้วยวิธีนี้จะใช้ขั้วไฟฟ้าขนาดจิ๋ว เพื่อสร้างส่วนต่างแรงดันไฟฟ้าตามช่องหรือรูเล็กๆ ที่อยู่บนชิปสนามไฟฟ้า ที่เกิดขึ้นจะให้ประจุไฟฟ้าแก่ไอออน ที่อยู่ในของเหลว เป็นตัวดึงของเหลว ที่เหลือให้เกาะกลุ่มกันตามมาหากสลับแรงดันไฟฟ้าในช่องหรือรูเล็กๆ ที่อยู่บนชิปในทิศทาง ที่ถูกต้อง สิ่งที่อาจเกิดขึ้นคือ ผู้ผลิตจะสามารถสร้างของเหลว ที่เทียบเท่ากับวาล์ว และปั๊มเชิงกล ที่อยู่บนชิปโดยไม่จำเป็นต้องเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนใดๆ เลย สิ่งนี้ถือเป็นข้อได้เปรียบมาก เพราะปั๊มเชิงกลจะเพิ่มแรงดันไฮดรอลิกให้มากขึ้น เพื่อผลักของเหลวผ่านตามช่องเล็กๆ ซึ่งเป็นจังหวะเดียวกับ ที่ความต้านทานการไหลจะเพิ่มมากขึ้น

อากิลเลนท์ไม่สามารถเก็บงำเรื่องนี้ไว้กับตัวเองได้นาน มีบริษัทอื่นๆ อีกนับสิบๆ แห่ง ที่ต้องการเป็นผู้จัดสรรเทคโนโลยีแล็บ-ออน-อะ-ชิป แต่ละบริษัทมีแบบแผน และสิทธิบัตรของตัวเอง ตัวอย่างเช่น บริษัทออร์เชิร์ด ไบโอซิสเต็ม (Orchid Biosystems) ในพรินส์ตัน ที่กำลังรวบรวมเทคโน โลยีการไหลของเหลว (micro-fluidics) เพื่อสร้างเป็นอุปกรณ์ ที่ ชื่อ Megasnpatron ที่จะช่วยให้วิเคราะห์ตัวแปรดีเอ็นเอได้เร็วขึ้น อุปกรณ์นี้จะให้รูหรือช่องเล็กๆ ชุดหนึ่งแต่จะเลือกใช้บางแถว และบางคอลัมน์จากจำนวนทั้ง 100 แถวคูณ 100 คอลัมน์เป็นตัวปล่อยส่วนประกอบทางเคมีบางส่วนออกมา เป้าหมายอยู่ ที่ตัวทำปฏิกิริยาขนาดเล็กจำนวนหลายพันหน่วย ที่ตั้งอยู่ ณ จุดตัดของช่อง เพื่อเอื้อต่อการสังเคราะห์โมเลกุลดีเอ็นเอ ที่แตกต่าง กันเล็กน้อยจำนวนหลายพันโมเลกุล บนชิปเพียงตัวเดียว อุปกรณ์ชิ้นนี้เป็นเวอร์ชั่นหนึ่งของชิปดีเอ็นเอแบบ เสถียร ที่ตั้งโปรแกรมได้ และได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวางในช่วง 1-2 ปีที่ผ่านมา

บริษัทออร์เชิร์ดตั้งใจเสนอผลงานชิ้นนี้แก่อุตสาหกรรมเวชภัณฑ์ บริษัทได้ลงนามกับกลุ่มผู้บริโภค และผู้ประกอบการธุรกิจไบโอเทคจำนวนหนึ่ง ความเคลื่อนไหวนี้เป็นเหมือนการย้ำเตือนให้ผู้ครอบครองแนวคิดแล็บ-ออน-อะ-ชิปเจ้าอื่นๆ มีความหวังได้ว่า ในท้ายที่สุดแล้ว หลายต่อหลายบริษัทจะต้องผนึกกำลังกัน หรือเสี่ยง ที่จะถูกซื้อโดยบริษัทเวชภัณฑ์ขนาดใหญ่บริษัทโนวาร์ติส (No-vartis) และบริษัทเวชภัณฑ์รายอื่นกำลังปรับปรุงงานวิจัยของตัวเองในเรื่องนี้ ความสนใจไม่ได้กระจุกตัวอยู่เฉพาะบริษัทเวชภัณฑ์เท่านั้น เพราะบริษัทโมโตโรล่า ที่เป็นผู้จัดหาไมโครเซ็นเซอร์หรือเครื่องตรวจจับขนาดเล็ก และอุปกรณ์ขนาดเล็กอื่นๆ ให้กับอุตสาหกรรมมอเตอร์ก็กำลังลงทุนในงานวิจัยแล็บ-ออน-อะ-ชิปด้วยเช่นกัน

ต ล า ด อ ยู่ ที่ ไ ห น ?

ด้วยความกระตือรือร้นเช่นนี้ แล้วตลาดขนาดใหญ่อยู่ ที่ไหน?แม้มีการพูดคุยมากมายว่า พอยท์-ออฟ-แคร์-ชิปสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างเลือดได้ภายใน คลินิกของแพทย์ ณ เตียงคนไข้ในโรงพยาบาล หรือแม้กระทั่งภายในบ้าน เทคโนโลยีนี้ยังห่างไกลจากการเป็นสินค้า เพื่อผู้อุปโภคบริโภคอยู่เช่นเดิม ไม่มีใครทราบวิธีผลิตแล็บ-ออน-อะ-ชิปในเชิงเทคนิค ที่สามารถทำงานร่วมกับบางอย่างที่สลับซับซ้อน เช่น หยดเลือด ส่วนใน ทางปฏิบัตินั้น เทคโนโลยียังคงอยู่ในขั้น ที่ชิปสามารถจัดการเฉพาะกับโมเลกุลชีวภาพ ที่มีความบริสุทธิ์สูงเท่านั้น แล็บ-ออน-อะ-ชิป (ไม่เหมือนกับคอมพิวเตอร์-ออน-อะ-ชิป) จะคงเป็นผลิตภัณฑ์แทรกช่องว่างในการตลาดในหมู่ช่างเทคนิคมากกว่าประชาชนทั่วไป

คงต้องยกความดีความชอบให้กับตลาดโทรคมนาคม และธุรกิจไบโอเทค สถานภาพของไมโครซิสเต็มได้ยกระดับขึ้นจาก ที่ไม่เคยมีพัฒนาใดๆ ในทางอุตสาหกรรมมาเป็นที่นิยมของนักลงทุนในตลาด ในชั่วเวลาไม่ถึง 1 ปี แต่ไมโครซิสเต็มคงต้องการระยะเวลาอีกหากต้อง การแข่งขันกับไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อดึงดูดความสนใจของนักลงทุน นักวิเคราะห์บางรายมองว่า การเปรียบเทียบ กับไมโครอิเล็กทรอนิกส์นั้น มีการบิด เบือนบ้าง และไมโครซิสเต็มจะมีอนาคต เฉพาะในตลาดที่อาศัยการแทรกช่องว่าง เช่น กระจกขนาดเล็ก ที่อาศัย "แฟ็บ" พิเศษ (โรงงานประกอบ) ในกรณี ที่ต้องผลิตสำหรับการปรับใช้งานแต่ละประเภท

แต่คำกล่าวเช่นนี้ไม่ตรงประเด็นเสียทีเดียว ไมโครซิสเต็มสามารถเพิ่มมูลค่าให้กับสินค้าอุปโภค-บริโภคหลายรายการ เช่นเดียวกับไมโครอิเล็กทรอ นิกส์ จริงๆ แล้ว ไมโครซิสเต็มที่ผลิตออกมาจำนวนมากได้หาวิธีเจาะกลุ่มสินค้าอุปโภคบริโภคบางกลุ่มได้แล้ว เช่น ไกโรสโคป (ชุดช่วยการหมุน) ขนาดจิ๋วในจอยสติ๊ก ที่ใช้เล่นเกมคอมพิวเตอร์ แต่ส่วนใหญ่แล้ว การนำมาใช้งานลักษณะนี้ไม่ค่อยตรงจุด หรือตั้งราคาได้ สูงนัก

การสร้างความเป็นมาตรฐาน คือ คำตอบของทั้งหมด โดยเฉพาะในสายการผลิต ซึ่งดำเนินการได้ร่วมกับไมโคร ซิสเต็ม เพื่อกำหนด "ขอบเขตซิลิคอน" แบบมัลติยูสเซอร์ - ซึ่งก็คือ สถานที่ ที่ผู้บริโภคกลุ่มอุตสาหกรรมสามารถเลือกผลผลิตจากงานออกแบบอันหลากหลาย ที่ผลิตออกมาในปริมาณมากๆ ในลักษณะเดียวกับชิป ASIC (Applica-tion Specific Integrated Circuits) ที่ทำอยู่ในทุกวันนี้ กระนั้น ก็ดี สถานที่แบบนี้มีอยู่ไม่มากนักในสหรัฐฯ และยุโรป และแต่ละประเทศย่อมมีมาตรฐาน การผลิตของตัวเอง

ทางเลือกหนึ่งสำหรับโบรกเกอร์เทคโนโลยีคือ การติดตั้งเชนซัปพลายสำหรับลูกค้าไมโครซิสเต็มโดยพิจารณาจากแนวคิดเรื่องการผลิต และการบรรจุภัณฑ์ โดยใช้โรงงานใดก็ตาม ที่ตรงตามเงื่อนไขการนำมาใช้งาน ที่ได้รับ บริษัทไมโครคอสซั่ม (Microcosm) ผู้ผลิตซอฟต์แวร์งานออกแบบของสหรัฐฯ กำลังผูกพันธมิตรร่วมกับโรงงานผลิตไมโครซิสเต็ม เพื่อผ่อนคลายความเข้มงวด หวังไฟเขียวให้กับบริษัท ที่ขาดแคลน ผู้ชำนาญการ สิ่งหนึ่ง ที่ไม่ควรประเมินค่าต่ำเกินไปคือ บริษัทไมโครอิเล็กทรอ-นิกส์ขนาดใหญ่ อันรวมถึง บริษัทเอสไอ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (SI Microelec-tronics) ในยุโรป และโมโตโรล่าในสหรัฐฯ ที่ล้วนแต่ผลิตผู้ชำนาญการด้าน ไมโครซิสเต็ม เพื่อรับรองอุตสาหกรรมการบิน และมอเตอร์

เมื่อมองในอนาคต บริษัทผู้ผลิต ไมโครซิสเต็มอาจหันมาลดต้นทุนเหมือนกับ ที่ธุรกิจไมโครอิเล็กทรอนิกส์ใช้เมื่อปีที่แล้ว ด้วยการย้ายฐานการผลิตมายังเอเชีย ตัวอย่างเช่น ในไต้หวัน ผู้ผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์กำลังจับจ้องตลาดไมโครซิสเต็มอย่างระแวดระวัง ผู้ผลิตเหล่านี้มีโรงงานไมโครอิเล็กทรอนิกส์หลายแห่ง ที่เก่าเกินไปสำหรับการเริ่มต้น งานผลิตชิปนำสมัย แต่อาจจะปรับเปลี่ยนเป็นโรงงานผลิตไมโครซิสเต็มบางประเภทได้โดยง่าย เมืองไหหนาน ซึ่งได้ชื่อว่าเป็นเมืองวิทยาศาสตร์แห่งใหม่ทางใต้ของไต้หวัน ตั้งเป้าหมายรองรับไมโครซิสเต็ม และเทคโนโลยีสารสนเทศ หรือ IT ส่วน ที่เมือง Hsinchu ทางตอนเหนือกำลังเตรียมพร้อมรับธุรกิจไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และคอม พิวเตอร์พีซี ลองจินตนาการดูว่า หนึ่งใน สามของชิปความจำในทั่วโลก และครึ่งหนึ่งของคอมพิวเตอร์แล็ปทอปในตอนนี้ถูกผลิตรอบๆ เมือง Hsinchu ทำให้หลายต่อหลายคนหันกลับมาคิดอีกครั้ง ใครเหล่านั้น ที่ว่า ไมโครซิสเต็มยังจะคงเป็นเพียงอุตสาหกรรมขนาดเล็ก