逐漸改善設(shè)備帶來(lái)的效果已經(jīng)降到了最低，而系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化仍然有很大的潛力。例如在數(shù)據(jù)中心這一應(yīng)用領(lǐng)域，過(guò)去我們?cè)ㄟ^(guò)設(shè)備優(yōu)化，節(jié)省了2%的能耗;目前我們通過(guò)改善電源，節(jié)省了8%的能耗;未來(lái)則有可能通過(guò)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心做優(yōu)化，節(jié)能25%的能耗。
除了目前使用的硅CMOS以外，新的技術(shù)和材料也存在著可能性，例如寬禁帶半導(dǎo)體材料及器件，都有著極大發(fā)展?jié)摿?，需求的增加和技術(shù)的進(jìn)步都將促進(jìn)它的到來(lái)?！耙隚aN(氮化鎵)可以顯著減少功耗并實(shí)現(xiàn)功率密度的飛躍，而SiC(碳化硅)和GaN都可以幫助實(shí)現(xiàn)高性能等?！盧einhard Ploss表示。
當(dāng)然，芯片業(yè)也在進(jìn)行創(chuàng)新思維，尋找一些全新的范式，例如量子計(jì)算和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算等。在神經(jīng)計(jì)算方面，IMEC正在從硬件領(lǐng)域模仿大腦內(nèi)部的連接構(gòu)造，根據(jù)每一個(gè)神經(jīng)元都通過(guò)其突觸與其他10~15000個(gè)神經(jīng)元相連的原理，做出可縮小的全球神經(jīng)交流解決方案。
以新應(yīng)用需求驅(qū)動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域變革也許是超越摩爾定律的一個(gè)戰(zhàn)略思路，例如自動(dòng)駕駛、IoT、云數(shù)據(jù)中心都將是未來(lái)IC將出現(xiàn)爆發(fā)級(jí)增長(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。這些應(yīng)用領(lǐng)域需要不同的傳感器、低功耗處理器和高度集成的芯片。
“目前，電子組件已經(jīng)占據(jù)汽車(chē)生產(chǎn)成本的約30%，到2020年將可能達(dá)到約35%，到2030年將可能達(dá)到約50%。”奧迪汽車(chē)電子和半導(dǎo)體技術(shù)中心主管兼漸進(jìn)式半導(dǎo)體計(jì)劃主管Berthold Hellenthal指出。這將需要不斷增加的軟件代碼行和不斷增長(zhǎng)的車(chē)內(nèi)、車(chē)外、車(chē)輛間的數(shù)據(jù)流量。
IoT也將向著更加智能化的節(jié)點(diǎn)演進(jìn)。亞德諾半導(dǎo)體(Analog Devices)高級(jí)副總裁兼首席技術(shù)官Peter Real指出，這包括在節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息的智能傳感技術(shù)，未來(lái)還需要降低整體能耗、降低延遲、減少貸款和浪費(fèi)，讓反應(yīng)性的物聯(lián)網(wǎng)成為預(yù)測(cè)性和實(shí)時(shí)的物聯(lián)網(wǎng)。
“IoT的演進(jìn)將是硬件和軟件的系統(tǒng)性綜合，而不是硬件對(duì)軟件。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用目前面對(duì)著現(xiàn)實(shí)技術(shù)還不成熟的現(xiàn)實(shí)，芯片級(jí)傳感器(chip scale sensors)、能量采集、超低功耗技術(shù)、制程、封裝等都還存在著技術(shù)挑戰(zhàn)?！盤(pán)eter Real表示。
他認(rèn)為，很多應(yīng)用將需要在單一信號(hào)鏈中的不同節(jié)點(diǎn)上都擁有分析能力，但又有帶寬、延遲和能耗方面的限制;系統(tǒng)架構(gòu)將變得至關(guān)重要，要慎重地決定在什么位置放置存儲(chǔ)、處理器、算法和硬件加速器等;而根據(jù)工業(yè)、健康、汽車(chē)等應(yīng)用領(lǐng)域的不同，系統(tǒng)的架構(gòu)也會(huì)相當(dāng)不同。
