将引领未来半导体技术向新兴应用迈进
半导体技术如何发展是目前业界需要认清的一个事实。德州仪器|仪表公司首席科学家方进(GeneFrantz)日前在深圳举办的TI开发商论坛上指出：“虽然摩尔定律到目前仍有效，但是有一样东西已不能跟上摩尔定律的发展，这就是时钟频率。从过去几年来看，时钟频率已到了一个极点。时钟频率的提升，已受到石英晶振的制约，除非将来有新的替代材料，因此多核一定是趋势。未来的系统将由众多异构处理单元组成，每个单元都是一个单时钟域处理器。处理元件的布局风格将类似于目前的FPGA。”
方进曾提出过一个著名的“方进定律”，即半导体的功耗每18个月降低一半。当初进入90nm时，曾有人对此定律产生怀疑，“这是因为90nm时出现了待机功耗与工作功耗一样的问题。但是半导体技术进入65nm后，业界解决了这一难题，功耗又重新回到下降曲线，继续按摩尔定律前进，”他解释道。此外，业界正在研究能量采集与能量存储技术来取代电池供电，如从空调的排出热气采集能量，或者从人体的发热来采集能量，配合芯片功耗的降低，最终将开发出可不间断工作的器件。
根据方进的预测，未来芯片将可以植入人体，比如手机将以芯片的形式植入到人耳后面，通过感应和视觉神经直接让人们打电话和看图像，人们不再需要一个手持的手机；能源采集技术可以使芯片直接采用人体的发热或其它能源转化为电源|稳压器，而不再需要电池供电；植入人体内的芯片可以预警各种疾病，能用最新的科技来治疗一些顽疾，并且人们可以通过体内的芯片预测生命的最后一个月；当然，我们还可以用最新半导体技术驱动的机器人做我们人类不想做或不能做的事情，以让我们有更高的生活质量。而这一切到2020年就会发生。
具体而言，方进从下面四个方面与我们分享了他对未来科技对人类生活影响的看法。
第一是绿色能源。它包括三个方面，首先是用现在的技术开发非传统能源，包括太阳能、水能、风能和热能等；其次是将晶体管的功耗降至更低；最后是能源采集技术更加成熟，比如可以用人体的发热或空调的散热来供电。据了解，美国麻省理工学院正在研究采用0.3V的电压驱动IC，这将使得芯片的功耗降到非常低的水平。此外，基于DSP和传感技术的能源采集技术也正在研发中。
第二是机器人技术。2020年，我们需要用机器人为我们做很多事情，主要是我们不想做或不能做的事情。但是方进不认为机器人会超过人的智力，他分析道：“我们主要是利用机器人来为我们做事，它们不会对我们造成威胁，那是科幻片中的情景，不会成为现实。”
第三个是科技将融入我们生活的每一方面。目前电子产品只能使我们享受到更好的视觉与听觉体验，但到2020年，电子产品将使我们享受到味觉、嗅觉甚至感观，人类将会生活在一个完全不一样的环境中。另外方进还特别提到今年五月中国四川遭受的特大地震，他认为，DSP能在未来的地震等灾害中帮助人类减小损失。比如将DSP与传感器置于建筑物的梁柱处，通过测算扭矩、压力和其它参数来感知建筑物的安全性，这对于灾后房物的安全监控可以起到不小的作用。此外，对于地震预报，这个全世界都在挑战的难题，DSP、传感器等半导体技术也会发挥重要的作用。科学家正在研究些技术，2020年一定会有一些结果出来。
第四是医疗监护。未来芯片将植入我们的身体，为我们监测疾病、预防疾病，并可预测人类生命的终止。这方面的研发已开始进行，例如美国南加州大学正在研究的人工视觉，将芯片植入人体，让盲人重见光明；而美国伊利罗斯大学则在研究一种能够让聋哑人说话或者打电话的技术。至于对生命最后时刻的预测，则可以通过植入体内的芯片，通过对体内各种参数的变化趋势来做判断。
“DSP等半导体技术是推动以上这些新兴应用的动力。”方进表示。此外他还大胆地预测，未来可能出现集成几百个甚至几千个处理器内核的IC，“这不是没有可能，回想1958年集成电路诞生时才几个晶体管，而现在早已集成上亿个晶体管，”他分析道。他还非常看好SiP(芯片级封装)技术。“未来使用尖端的SiP技术进行集成将与SoC一样普遍，SiP技术能够节省主板空间、减小组件数目，允许不同技术的集成，大大简化了开发时间并降低成本。目前所有的SoC都不是真正的SoC，只是SubSoC，我们将充分利用3D技术,使用SiP进行集成，SiP将像全面集成的SoC一样普遍。”同时未来的设计人员不用了解底层软件，只用关心应用层上的突破即可。
方进曾提出过一个著名的“方进定律”，即半导体的功耗每18个月降低一半。当初进入90nm时，曾有人对此定律产生怀疑，“这是因为90nm时出现了待机功耗与工作功耗一样的问题。但是半导体技术进入65nm后，业界解决了这一难题，功耗又重新回到下降曲线，继续按摩尔定律前进，”他解释道。此外，业界正在研究能量采集与能量存储技术来取代电池供电，如从空调的排出热气采集能量，或者从人体的发热来采集能量，配合芯片功耗的降低，最终将开发出可不间断工作的器件。
根据方进的预测，未来芯片将可以植入人体，比如手机将以芯片的形式植入到人耳后面，通过感应和视觉神经直接让人们打电话和看图像，人们不再需要一个手持的手机；能源采集技术可以使芯片直接采用人体的发热或其它能源转化为电源|稳压器，而不再需要电池供电；植入人体内的芯片可以预警各种疾病，能用最新的科技来治疗一些顽疾，并且人们可以通过体内的芯片预测生命的最后一个月；当然，我们还可以用最新半导体技术驱动的机器人做我们人类不想做或不能做的事情，以让我们有更高的生活质量。而这一切到2020年就会发生。
具体而言，方进从下面四个方面与我们分享了他对未来科技对人类生活影响的看法。
第一是绿色能源。它包括三个方面，首先是用现在的技术开发非传统能源，包括太阳能、水能、风能和热能等；其次是将晶体管的功耗降至更低；最后是能源采集技术更加成熟，比如可以用人体的发热或空调的散热来供电。据了解，美国麻省理工学院正在研究采用0.3V的电压驱动IC，这将使得芯片的功耗降到非常低的水平。此外，基于DSP和传感技术的能源采集技术也正在研发中。
第二是机器人技术。2020年，我们需要用机器人为我们做很多事情，主要是我们不想做或不能做的事情。但是方进不认为机器人会超过人的智力，他分析道：“我们主要是利用机器人来为我们做事，它们不会对我们造成威胁，那是科幻片中的情景，不会成为现实。”
第三个是科技将融入我们生活的每一方面。目前电子产品只能使我们享受到更好的视觉与听觉体验，但到2020年，电子产品将使我们享受到味觉、嗅觉甚至感观，人类将会生活在一个完全不一样的环境中。另外方进还特别提到今年五月中国四川遭受的特大地震，他认为，DSP能在未来的地震等灾害中帮助人类减小损失。比如将DSP与传感器置于建筑物的梁柱处，通过测算扭矩、压力和其它参数来感知建筑物的安全性，这对于灾后房物的安全监控可以起到不小的作用。此外，对于地震预报，这个全世界都在挑战的难题，DSP、传感器等半导体技术也会发挥重要的作用。科学家正在研究些技术，2020年一定会有一些结果出来。
第四是医疗监护。未来芯片将植入我们的身体，为我们监测疾病、预防疾病，并可预测人类生命的终止。这方面的研发已开始进行，例如美国南加州大学正在研究的人工视觉，将芯片植入人体，让盲人重见光明；而美国伊利罗斯大学则在研究一种能够让聋哑人说话或者打电话的技术。至于对生命最后时刻的预测，则可以通过植入体内的芯片，通过对体内各种参数的变化趋势来做判断。
“DSP等半导体技术是推动以上这些新兴应用的动力。”方进表示。此外他还大胆地预测，未来可能出现集成几百个甚至几千个处理器内核的IC，“这不是没有可能，回想1958年集成电路诞生时才几个晶体管，而现在早已集成上亿个晶体管，”他分析道。他还非常看好SiP(芯片级封装)技术。“未来使用尖端的SiP技术进行集成将与SoC一样普遍，SiP技术能够节省主板空间、减小组件数目，允许不同技术的集成，大大简化了开发时间并降低成本。目前所有的SoC都不是真正的SoC，只是SubSoC，我们将充分利用3D技术,使用SiP进行集成，SiP将像全面集成的SoC一样普遍。”同时未来的设计人员不用了解底层软件，只用关心应用层上的突破即可。