2020 年科技愿景展望及吃北京烤鸭对产品开发的领悟

技术分类: 电子/测试    作者:TI首席科学家 方进  发表时间:2008-07-13

  作为TI 技术发展方向的主要负责人,我经常会被问道“未来的技术趋势是什么?”这样的问题。首先,我认为市场是技术发展最根本的驱动力。因为任何技术都要创造商业价值才值得我们去投入。至于半导体技术未来趋势这个话题,我认为嵌入式是未来关注的新重点,而有分析指出:嵌入式处理器市场2020年有望突破300亿美金。另外,模拟技术市场机遇也同样巨大,其将在2020 年有望突破1000 亿美金。

  随着对视讯影像、车载电子系统、通讯、基础设备、工业应用及医疗电子等相关应用的多样化需求提升,全球DSP、微控制器和模拟元件的需求以惊人的速度持续攀升,绿色能源技术、机器人技术、生活相关、医疗护理相关的应用将飞速发展,并成为2020年驱动市场成长的主要动力。它们也决定了半导体科技未来发展的大趋势。

  首先绿色能源领域。石油和煤炭等传统能源的紧缺造成能源成本的快速上升给全球经济的发展都提出了很大的挑战。这同时也给太阳能,风能、燃料电池技术等多种替代性能源技术的发展提供了新的契机和驱动力。TI 一直致力于替代能源、高效动力产品、优化的照明方案和永续设施等环保相关产品的研发与投入

  其次是机器人技术。2020年,机器人技术将大幅提升工业生产的自动化和人类生活的便捷化,尤其是机器人技术在替代人类及肢体操作(如眼睛、腿臂、器官等)和人机交互直接接口方面会取得巨大的进步。之前,在我看到我们与高校的合作研发课题上所取得的进展时,就使我对消费类的机器人(非工业用机器人,比如家用型机器人)服务于未来人类的日常生活中充满信心。

  科技融入生活也是一个重要的市场趋势。更多的半导体技术、电子技术将给人们的日常生活带来全面的改变。更多通讯、文教、体育上应用会给人们带来全方位的数字化体验。比如,2020 年的娱乐和通信将是一种沉浸式(Full Immersion)的交互式体验,用户可以全身心地沉浸在某个虚拟现实环境下。多感官体验数字化平台上创建的娱乐和通信内容。

  第四是医疗健康。人类对生活质量、自身健康要求的诉求不断提升推动着医疗电子应用的革命。各种自动化的医疗设备及视频装置,使人们不必亲赴医院就诊。基于各种半导体技术研发的医疗成像设备、超声设备、自动延伸的心脏除颤器等手持医疗设备及远端视频装置,会给人类的医疗健康条件带来质的飞跃。

  如此广阔而复杂的市场应用会引领我们到2020年时发展出怎样的IC 先进技术呢?

  多核趋势实现性能提升

  首先是实现性能上的提升。多核趋势及灵活的协处理器架构将给半导体领域带来革命。未来IC 系统需要更多灵活可编程的DSP 核,并增加优化的可编程的协处理器,以迎接未来创新应用所带来的高效严峻挑战。这就好比当年百万个晶体管集成到一个处理器芯片中一样,未来将是百万个处理器的集成。

  通过并行技术提高性能,用更多的多核DSP 和高度灵活的协处理器,此发展趋势仍将持续下去。这其中包括在需要确保通用性时提供更多可编程DS内核;添加优化的可编程协处理器;在功能比较固定的情况下采用加速器;可编程DSP 内核的数量未来将进一步增加,从6 核到32 核,乃至更多。最后,还要通过新品协议栈提高集成度,控制系统的整体尺寸。

  更低的功耗

  半导体器件功耗将达到每18个月缩减一半,这既意味着低功耗节能时代到来,也使得永续设施成为可能,某些情况下,电池将被能源清除技术及能源存储单元所替代。而对于每18个月功耗降低一半这个预计,我称之为方进定律(Gene’s Law)。方进定律将意味着每18 个月,电池使用生命延长一倍,或电池重量减轻一半,显著降低电网功能模块的功耗,最终开发出可不间断工作的器件。在某些情况下,能量采集与能量存储组件将取代电池。超低功耗电子设备的节能性是毋庸置疑的,而它对我们生活的影响之广泛也许大家并不全能想到。比如最近中国四川的地震造成重大伤亡,令人痛心。其实重大灾害在美国也不是很遥远的话题。美国飓风多,而位于飓风多发区摩天大楼里面的职员们也不知自己的性命在晃动不断的办公室内是否真的足够安全。当然,我个人也不知道为什么要在那里建那么高的摩天大楼,但如果有常年不间断工作的传感器被设置在楼宇各处,实时监测,并根据以量化指标为依据,适时提出预警应该是可以做到的。

  系统封装集成

  2020年,叠层裸片技术(SiP)将得到普及,我们使用尖端的SiP 进行集成,这将与嵌入式片上系统(SoC)一样普遍,SiP 技术能够节省主板空间、减少组件数目,允许不同技术的包集成,大大简化开发时间和成本。未来的系统封装与集成从高集成度与高价值两方面都在增长。 从板载芯片(CoB)到系统封装(SiP),再到片上系统(SoC);而由多片的SoC 模块,单芯片内的子系统所组成的系统封装将令整个系

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