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2020年半導(dǎo)體技術(shù)將我們的生活帶向何方？
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http://m.china-zesir.com 發(fā)稿日期:2008-5-29
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12年后，芯片將可以植入人體，比如手機(jī)將以芯片的形式植入到人耳后面，通過(guò)感應(yīng)和視覺(jué)神經(jīng)直接讓人們打電話(huà)和看圖像，人們不再需要一個(gè)手持的手機(jī)；能源采集技術(shù)可以使芯片直接采用人體的發(fā)熱或其它能源轉(zhuǎn)化為電源，而不再需要電池供電；植入人體內(nèi)的芯片可以預(yù)警各種疾病，能用最新的科技來(lái)治療一些頑疾，并且人們可以通過(guò)體內(nèi)的芯片預(yù)測(cè)生命的最后一個(gè)月；當(dāng)然，我們還可以用最新半導(dǎo)體技術(shù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人做我們?nèi)祟?lèi)不想做或不能做的事情，以讓我們有更高的生活質(zhì)量。
2008-2009年中國(guó)IC卡行業(yè)研究咨詢(xún)報(bào)告 近幾年，中國(guó)IC卡行業(yè)步入產(chǎn)業(yè)分工合作、規(guī)模應(yīng)用起步、產(chǎn)品由低端向高端延伸發(fā)展的新階段，產(chǎn)品2008-2012年中國(guó)機(jī)械停車(chē)設(shè)備市場(chǎng)調(diào)查與發(fā)展前景 隨著我國(guó)城市尤其是大城市建設(shè)的快速發(fā)展，大量現(xiàn)代化高層建筑和住宅小區(qū)的出現(xiàn)使城市土地越發(fā)金貴2009-2010年中國(guó)激光加工設(shè)備市場(chǎng)調(diào)查與發(fā)展前景 我國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)規(guī)模從1990年的1200萬(wàn)元，發(fā)展到2007年末的30億元，十幾年間增長(zhǎng)了2009-2010年中國(guó)電機(jī)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)調(diào)查與發(fā)展前景分析 【出版日期】 2008年12月 【報(bào)告頁(yè)碼】 350頁(yè) 【圖表數(shù)量】 150“以上的這一切都有可能在2020年發(fā)生。”德州儀器首席科學(xué)家GeneFrantz(方進(jìn))對(duì)《國(guó)際電子商情》記者說(shuō)道。方進(jìn)是業(yè)界公認(rèn)的DSP技術(shù)卓越領(lǐng)導(dǎo)者，他對(duì)基于DSP和半導(dǎo)體技術(shù)的大膽暢想多次變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
2020年并不遙遠(yuǎn)。方進(jìn)解釋?zhuān)叵氘?dāng)初1996時(shí)我們對(duì)今天的許多預(yù)測(cè)都變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。此外，他開(kāi)玩笑說(shuō)：“在美國(guó)人們說(shuō)最好的視力是‘2.0’，那么，讓我們用兩只最好的眼力(2020)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)吧！基于科學(xué)的分析，可以引導(dǎo)業(yè)界朝正確的方向前進(jìn)�！彼赋�，現(xiàn)在許多人對(duì)于科技將把我們引向何方毫無(wú)頭緒，“如果這樣，我們只是忙于推動(dòng)科技發(fā)展，卻全然不知道方向是否正確。”他說(shuō)道。
方進(jìn)從以下四個(gè)方面預(yù)測(cè)了市場(chǎng)如何向2020年演進(jìn)，科技將如何影響我們的生活。
第一是綠色能源。它包括三個(gè)方面：一是用現(xiàn)在的技術(shù)開(kāi)發(fā)非傳統(tǒng)能源，包括太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能和熱能等；二是將晶體管的功耗降至更低；三是能源采集技術(shù)更加成熟，比如可以用人體的發(fā)熱或空調(diào)的散熱來(lái)供電�！斑@些技術(shù)正在研究中。比如美國(guó)麻省理工學(xué)院正在研究采用0.3V的電壓驅(qū)動(dòng)IC，這將使得芯片的功耗降到非常低的水平�！彼硎�。此外，基于DSP和傳感技術(shù)的能源采集技術(shù)也正在研發(fā)中。
第二是機(jī)器人技術(shù)。2020年，我們需要用機(jī)器人來(lái)為我們做很多事情，主要是我們不想做，或不能做的事情。但是，方進(jìn)不認(rèn)為機(jī)器人會(huì)超過(guò)人的智力，他分析道：“我們主要是利用機(jī)器人來(lái)為我們做事，它們不會(huì)對(duì)我們?cè)斐赏{。那是科幻片中的情景，不會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。”
第三個(gè)是科技將融入我們的生活。他解釋?zhuān)壳半娮赢a(chǎn)品只能使我們享受到視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)，2020年，電子產(chǎn)品將使我們享受到味覺(jué)，嗅覺(jué)甚至感觀。我們將會(huì)生活在一個(gè)完全不一樣的環(huán)境中。此外，針對(duì)中國(guó)此次特大的地震，方進(jìn)深有感觸，因?yàn)榫驮诘卣鹎暗乃脑轮醒�，他剛�(cè)ミ^(guò)汶川及周邊地區(qū)旅游，“現(xiàn)在一切都沒(méi)有了”他非常傷感地說(shuō)�！癉SP能在未來(lái)的地震等災(zāi)害中幫助人類(lèi)減小損失�！彼f(shuō)道。他舉例說(shuō)，比如將DSP與傳感器置于建筑物的梁柱處，通過(guò)測(cè)算扭矩、壓力和其它參數(shù)來(lái)感知建筑物的安全性，這對(duì)于災(zāi)后房物的安全監(jiān)控可以起到不小的作用。此外，對(duì)于地震預(yù)報(bào)，這個(gè)全世界都在挑戰(zhàn)的難題，DSP、傳感器等半導(dǎo)體技術(shù)也會(huì)發(fā)揮重要的作用。科學(xué)家正在研究些技術(shù)，2020年一定會(huì)有一些結(jié)果出來(lái)。
第四則是醫(yī)療照護(hù)領(lǐng)域。像文章開(kāi)頭提到的那樣，芯片將植入我們的身體，為我們監(jiān)測(cè)疾病、預(yù)防疾病，并可預(yù)測(cè)人生命的最后時(shí)刻。這方面的研發(fā)已開(kāi)始進(jìn)行。比如美國(guó)南加洲大學(xué)正在研究的人工視覺(jué)，將芯片植入人體，讓盲人重見(jiàn)光明；而美國(guó)伊利羅斯大學(xué)正在研究一種“capturevoicebeforeyouspeak”的技術(shù)，讓聾啞人能說(shuō)話(huà)或者進(jìn)行打電話(huà)等工作。至于對(duì)生命最后時(shí)刻的預(yù)測(cè)，可以通過(guò)植入體內(nèi)的芯片，通過(guò)對(duì)體內(nèi)各種參數(shù)的變化趨勢(shì)來(lái)做判斷�！懊绹�(guó)Rice大學(xué)正在進(jìn)行一項(xiàng)研究，可以將視像傳送的帶寬降至極低。具體來(lái)說(shuō)，他們正在研究一種‘1Pix’的攝像機(jī)，即只用一個(gè)象素，可以形成如今幾百萬(wàn)象素才能完成的圖像。這種技術(shù)如果成功，對(duì)于多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都會(huì)帶來(lái)革命性的創(chuàng)新。比如植于人體內(nèi)的1pix攝像機(jī)，僅需占用極少的資源�！狈竭M(jìn)透露。
“DSP等半導(dǎo)體技術(shù)是推動(dòng)以上這些新興應(yīng)用的動(dòng)力�！彼f(shuō)，但是他也指出，半導(dǎo)體技術(shù)如何發(fā)展是目前業(yè)界需要認(rèn)清的一個(gè)事實(shí)。“雖然摩爾定律到目前仍有效，但是有一樣?xùn)|西已不能跟上摩爾定律的發(fā)展�！彼赋觯斑@就是時(shí)鐘頻率。從過(guò)去幾年來(lái)看，時(shí)鐘頻率已到了一個(gè)極點(diǎn)。時(shí)鐘頻率的提升，已受到石英晶振的制約，除非將來(lái)有新的替代材料。因此，多核一定是趨勢(shì)。未來(lái)的系統(tǒng)將由眾多異構(gòu)處理單元組成，每個(gè)單元都是一個(gè)單時(shí)鐘域處理器。處理元件的布局風(fēng)格將類(lèi)似于目前的FPGA�！�
但是他接著強(qiáng)調(diào)，“功耗將繼續(xù)按照摩爾定律下降�！睒I(yè)界很多人都知道有一個(gè)“方進(jìn)定律”，即半導(dǎo)體的功耗每18個(gè)月降低一半。當(dāng)初進(jìn)入90nm時(shí)，曾有人對(duì)此定律產(chǎn)生懷疑，“這是因?yàn)?0nm時(shí)出現(xiàn)了待機(jī)功耗與工作功耗一樣的問(wèn)題。但是，半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)入65nm后，業(yè)界解決了這一難題，功耗又重回下降曲線(xiàn)，繼續(xù)按摩爾定律前進(jìn)。”他表示。此外，業(yè)界正在研究能量采集與能量存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)取代電池供電。比如從空調(diào)的排出熱氣采集能量，或者從人體的發(fā)熱來(lái)采集能量，配合芯片功耗的降低(比如以上提供到了0.3V電壓的IC)，最終將開(kāi)發(fā)出可不間斷工作的器件。
方進(jìn)還大膽地預(yù)測(cè)，未來(lái)可能出現(xiàn)集成幾百個(gè)甚至幾千個(gè)處理器內(nèi)核的IC，“這不是沒(méi)有可能�；叵�1958年集成電路誕生時(shí)才幾個(gè)晶體管，而現(xiàn)在早已集成上億個(gè)晶體管�！彼治龅馈Ｋ�非常看好SiP(芯片級(jí)封裝)技術(shù)。“未來(lái)使用尖端的SiP技術(shù)進(jìn)行集成將與SoC一樣普遍，SiP技術(shù)能夠節(jié)省主板空間、減小組件數(shù)目，允許不同技術(shù)的集成，大大簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)時(shí)間并降低成本�！彼赋�，“目前所有的SoC都不是真正的SoC，只是SubSoC，我們將充分利用3D技術(shù),使用SiP進(jìn)行集成,SiP將像全面集成的SoC一樣普遍�！蔽磥�(lái)的設(shè)計(jì)人員不用了解底層軟件，只用關(guān)心應(yīng)用層上的突破。
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