2022年半導(dǎo)體技術(shù)將我們的生活帶向何方

年，半導(dǎo)體技術(shù)將我們的生活帶向何方？12年后，芯片將可以植入人體，比如手機將以芯片的形式植入到人耳后面，通過感應(yīng)和視覺神經(jīng)直接讓人們打電話和看圖像，人們不再需要一個手持的手機；能源采集技術(shù)可以使芯片直接采納人體的發(fā)熱或其它能源轉(zhuǎn)化為電源|穩(wěn)壓器，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，能用最新的科技來治療一些頑疾，并且人們可以通過體內(nèi)的芯片猜測生命的最終一個月；當然，我們還可以用最新半導(dǎo)體技術(shù)驅(qū)動的機器人做我們?nèi)祟惒幌胱龌虿荒茏龅氖虑?，以讓我們有更高的生活質(zhì)量。

“以上的這一切都有可能在2022年發(fā)生?！钡轮輧x器|儀表首席科學(xué)家GeneFrantz(方進)對《國際電子商情》記者說道。方進是業(yè)界公認的DSP技術(shù)卓越領(lǐng)導(dǎo)者，他對基于DSP和半導(dǎo)體技術(shù)的大膽暢想多次變?yōu)楝F(xiàn)實。

2022年并不遙遠。方進解釋，回想當時1996時我們對今日的很多猜測都變?yōu)楝F(xiàn)實。此外，他開玩笑說：“在美國人們說最好的視力是‘2.0’，那么，讓我們用兩只最好的視力(2022)來猜測將來吧！基于科學(xué)的分析，可以引導(dǎo)業(yè)界朝正確的方向前進。”他指出，現(xiàn)在很多人對于科技將把我們引向何方毫無頭緒，“假如這樣，我們只是忙于推動科技進展，卻全然不知道方向是否正確。”他說道。

方進從以下四個方面猜測了市場如何向2022年演進，科技將如何影響我們的生活。

第一是綠色能源。它包括三個方面：一是用現(xiàn)在的技術(shù)開發(fā)非傳統(tǒng)能源，包括太陽能、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)的散熱來供電。“這些技術(shù)正在討論中。比如美國麻省理工學(xué)院正在討論采納0.3V的電壓驅(qū)動IC，這將使得芯片的功耗降到特別低的水平?！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。

其次是機器人技術(shù)。2022年，我們需要用機器人來為我們做許多事情，主要是我們不想做，或不能做的事情。但是，方進不認為機器人會超過人的智力，他分析道：“我們主要是利用機器人來為我們做事，它們不會對我們造成威逼。那是科幻片中的情景，不會成為現(xiàn)實?！?/p>

第三個是科技將融入我們的生活。他解釋，目前電子產(chǎn)品只能使我們享受到視覺與聽覺，2022年，電子產(chǎn)品將使我們享受到味覺，嗅覺甚至感觀。我們將會生活在一個完全不一樣的環(huán)境中。此外，針對中國此次特大的地震，方進深有感受，由于就在地震前的四月中旬，他剛?cè)ミ^汶川及周邊地區(qū)旅游，“現(xiàn)在一切都沒有了”他特別傷感地說?！癉SP能在將來的地震等災(zāi)難中關(guān)心人類減小損失?！彼f道。他舉例說，比如將DSP與傳感器置于建筑物的梁柱處，通過測算扭矩、壓力和其它參數(shù)來感知建筑物的平安性，這對于災(zāi)后房物的平安監(jiān)控可以起到不小的作用。此外，對于地震預(yù)報，這個全世界都在挑戰(zhàn)的難題，DSP、傳感器等半導(dǎo)體技術(shù)也會發(fā)揮重要的作用。科學(xué)家正在討論些技術(shù)，2022年肯定會有一些結(jié)果出來。

第四則是醫(yī)療照護領(lǐng)域。像文章開頭提到的那樣，芯片將植入我們的身體，為我們監(jiān)測疾病、預(yù)防疾病，并可猜測人生命的最終時刻。這方面的研發(fā)已開頭進行。比如美國南加洲高校正在討論的人工視覺，將芯片植入人體，讓盲人重見光明；而美國伊利羅斯高校正在討論一種“capturevoicebeforeyouspeak”的技術(shù)，讓聾啞人能說話或者進行打電話等工作。至于對生命最終時刻的猜測，可以通過植入體內(nèi)的芯片，通過對體內(nèi)各種參數(shù)的變化趨勢來做推斷?！懊绹鳵ice高校正在進行一項討論，可以將視像傳送的帶寬降至極低。詳細來說，他們正在討論一種‘1Pix’的攝像機，即只用一個象素，可以形成如今幾百萬象素才能完成的圖像。這種技術(shù)假如勝利，對于多個應(yīng)用領(lǐng)域都會帶來革命性的創(chuàng)新。比如植于人體內(nèi)的1pix攝像機，僅需占用極少的資源?！狈竭M透露。

“DSP等半導(dǎo)體技術(shù)是推動以上這些新興應(yīng)用的動力?！彼f，但是他也指出，半導(dǎo)體技術(shù)如何進展是目前業(yè)界需要認清的一個事實?！半m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進展?！彼赋觯斑@就是時鐘頻率。從過去幾年來看，時鐘頻率已到了一個極點。時鐘頻率的提升，已受到石英晶振的制約，除非將來有新的替代材料。因此，多核肯定是趨勢。將來的系統(tǒng)將由眾多異構(gòu)處理單元組成，每個單元都是一個單時鐘域處理器。處理元件的布局風(fēng)格將類似于目前的FPGA?！?/p>

但是他接著強調(diào)，“功耗將連續(xù)根據(jù)摩爾定律下降?！睒I(yè)界許多人都知道有一個“方進定律”，即半導(dǎo)體的功耗每18個月降低一半。當時進入90nm時，曾有人對此定律產(chǎn)生懷疑，“這是由于90nm時消失了待機功耗與工作功耗一樣的問題。但是，半導(dǎo)體技術(shù)進入65nm后，業(yè)界解決了這一難題，功耗又重回下降曲線，連續(xù)按摩爾定律前進?！彼硎?。此外，業(yè)界正在討論能量采集與能量存儲技術(shù)來取代電池供電。比如從空調(diào)的排出熱氣采集能量，或者從人體的發(fā)熱來采集能量，協(xié)作芯片功耗的降低(比如以上供應(yīng)到了0.3V電壓的IC)，最終將開發(fā)出可不間斷工作的器件。

方進還大膽地猜測，將來可能消失集成幾百個甚至幾千個處理器內(nèi)核的IC，“這不是沒有可能?；叵?958年集成電路誕生時才幾個晶體管，而現(xiàn)在早已集成上億個晶體管。”他分析道。他還特別看好SiP(芯片級封裝)技術(shù)?！皩硎褂眉舛说腟iP技術(shù)進行集成將與SoC一樣普遍，SiP技術(shù)能夠節(jié)約主板空間、減小組件數(shù)目，允許不同技術(shù)的集成，大