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(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,能用最新的科技來治療一些頑疾,并且人們可以通過體內(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2020年發(fā)生?!钡轮輧x器首席科學(xué)家Gene Frantz(方進(jìn))對(duì)《國(guó)際電子商情》記者說道。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)。
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方進(jìn):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。 |
2020年并不遙遠(yuǎn)。方進(jìn)解釋,回想當(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,他開玩笑說:“在美國(guó)人們說最好的視力是‘2.0’,那么,讓我們用兩只最好的眼力(2020)來預(yù)測(cè)未來吧!基于科學(xué)的分析,可以引導(dǎo)業(yè)界朝正確的方向前進(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?!彼f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)超過人的智力,他分析道:“我們主要是利用機(jī)器人來為我們做事,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,目前電子產(chǎn)品只能使我們享受到視覺與聽覺,2020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(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麆側(cè)ミ^汶川及周邊地區(qū)旅游,“現(xiàn)在一切都沒有了”他非常傷感地說?!癉SP能在未來的地震等災(zāi)害中幫助人類減小損失?!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(cè)算扭矩、壓力和其它參數(shù)來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??茖W(xué)家正在研究些技術(shù),2020年一定會(huì)有一些結(jié)果出來。
第四則是醫(yī)療照護(hù)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(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)已開始進(jìn)行。比如美國(guó)南加洲大學(xué)正在研究的人工視覺,將芯片植入人體,讓盲人重見光明;而美國(guó)伊利羅斯大學(xué)正在研究一種“capture voice before you speak”的技術(shù),讓聾啞人能說話或者進(jìn)行打電話等工作。至于對(duì)生命最后時(shí)刻的預(yù)測(cè),可以通過植入體內(nèi)的芯片,通過對(duì)體內(nèi)各種參數(shù)的變化趨勢(shì)來做判斷?!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。具體來說,他們正在研究一種‘1 Pix’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)帶來革命性的創(chuàng)新。比如植于人體內(nèi)的1 pix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,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)?!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發(fā)展。”他指出,“這就是時(shí)鐘頻率。從過去幾年來看,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,除非將來有新的替代材料。因此,多核一定是趨勢(shì)。未來的系統(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。”業(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,繼續(xù)按摩爾定律前進(jìn)?!彼硎?。此外,業(yè)界正在研究能量采集與能量存儲(chǔ)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,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,“這不是沒有可能?;叵?958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??春肧iP(芯片級(jí)封裝)技術(shù)?!拔磥硎褂眉舛说腟iP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Sub SoC,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?!蔽磥淼脑O(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。
責(zé)編:Quentin