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艰难之后,2020年半导体产业期待复苏

时间:2020-01-01 作者:刘于苇 阅读:
2019年,动荡的全球贸易局势为半导体市场蒙上了一层阴影。不过值得庆幸的是5G、AI、云计算、大数据和物联网等新兴技术持续保持高速发展,让半导体产业进入继个人电脑和智能手机后的下一个发展周期。
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2020年增长点之:物联网

何卫也认为,2020年的市场增长点还是在于围绕着以5G、物联网为核心的应用技术的发展,“因此兆易创新不仅在存储产品、MCU控制器上优化自己的结构,也在传感器产品上布局,力求打造‘声、光、电’全方位传感。”就目前市场而言,应用最广的指纹识别光学传感是主流技术,被市面上大多数已销售的智能手机采用。除此之外,声学传感器的应用也具有很大潜力,一方面声学传感穿透深度更大,另一方面其对于生物识别会更准确。“我们也在投入研究用声学的方式做传感,以期提供更高的可靠性。所以,未来会是主流技术与备选技术共存的一个趋势。” 何卫说到。XuTEETC-电子工程专辑

鉴于越来越多的企业都开始关注环境信息数字化,物联网相关产品能够支持这些需求,并向云端提供信息。“SOTB技术能够让系统无需电池,只需通过能量采集就能做到几乎半永久性的工作,无需人工操作就能从环境中采集数据,非常适合物联网的创新发展。” 真冈朋光说到。XuTEETC-电子工程专辑

5G与物联网发展带来的一个刚需是数据存储量的增加。如今我们的生活已经被数据包围,而在未来更有90%的数据将由机器产生,“这些机器产生的数据都将是企业用于分析洞察的宝贵财富。” Steven Craig表示,“分析能力就是企业竞争优势——如果企业在2020年还没有投资分析技术,那么到了2021年这些企业可能将无法开展业务。”XuTEETC-电子工程专辑

基于这个大环境,新的互联世界将有越来越多的工作负载转移到边缘端,对于内存不足的边缘端设备而言,无疑是对运行和分析大量数据的能力提出了更高的负载需求。同时,由于这些边缘端设备通常占用空间小且需要快速部署,我们需要实现更多的设备标准化和操作互通性,因此,未来将出现更多开放的架构、统一的标准和开放的信息传递等等。XuTEETC-电子工程专辑

Steven Craig认为,在ZB级时代,数据更加需要被存储和分析,企业也需要更大的数据中心来承载。因此企业需要更经济和高效的存储方案解决数据在云端的存储,需要各个领域专用的存储架构应对不同的存储需求,以此适应新型的计算技术,能够满足虚拟机、多租户、顺序化数据等。XuTEETC-电子工程专辑

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在整个物联网产业中,大量新兴技术的出现,一方面提高了半导体本身的性能,另一方面带来的应用,也为客户和社会提供更大的价值。Gregory Smith说:“例如,半导体技术的进步已使医学影像技术得到了显着提升,从而改善了人类的健康状况;应用于电动汽车,公共汽车和火车上之更好的大功率应用器件减少了污染和温室气体的排放;当然还有智能手机通信,商务和娱乐等更好的设备。” 这些设备的性能和复杂性不断提高,意味着在每个设备上都有更多的功能需要验证,因此测试变得更加严苛,对测试设备的提出了更多的要求。XuTEETC-电子工程专辑

2020技术趋势之:数据爆炸

Victor Peng认为,目前信息技术产业中呈现三大技术趋势:数据呈指数级增长、人工智能迅速普及以及自适应计算兴起。这三种趋势早在 2019 年之前就已经显露,但在 2019 年呈加速发展态势,并将在可预见的未来继续推动行业变革。 XuTEETC-电子工程专辑

首先,数据数量发生爆炸性增长。互联的智能世界意味着每天要处理和存储数十亿设备产生的海量新数据。这些新数据中大多数是非结构化数据,处理起来需要更加复杂的计算。这一发展趋势对传统半导体架构的极限提出了更大的挑战。 XuTEETC-电子工程专辑

第二大趋势是人工智能。自 2012 年 AlexNet 诞生以来,深度学习类 AI 已取得长足发展并持续快速演进。但是从AI 推断的部署的角度来看,行业仍处于起步阶段。赛灵思认为,用于 AI 推断应用的半导体数量预计将以惊人的速度增长。 XuTEETC-电子工程专辑

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“我们观察到的第三大趋势是自适应计算。” Victor Peng说到,“Dennard 缩放定律与摩尔定律的失效,加上阿姆达尔定律设定的种种限制,严重阻碍了处理能力的进一步提升。我们亟需新的特定领域架构 (DSA)来化解这些不利因素的影响,保持计算功能的发展势头。”然而,随着工艺精度的提升,芯片设计成本提高,制造时限严重拖长。出于成本和时间原因,每次开发新的芯片器件都使用新的 DSA 的做法已不再可行。自适应计算是一种解决方案,因为它不必使用新的芯片就能构建 DSA,支持以最低一次性工程费用(Non-recurring engineering, NRE)实现快速开发与部署。XuTEETC-电子工程专辑

同样提到数据爆炸的还有西部数据,他们认为全球各行业在数字化转型中,不论是4K摄像头的普及、网络覆盖的比例还是5G带宽的增加等技术发展,不可避免带来的就是数据的爆炸性的增长。根据IDC预测,2023年将产生超过 100个ZB的数据量,与人为产生的数据特性不同,这些机器产生的数据的特性具有很强的顺序性流媒体数据特性。XuTEETC-电子工程专辑

为了利用新兴数据的特性,应对即将到来的ZB级数据时代,西部数据在2019年也推出了利用ZNS和SMR标准化的分区存储技术,并提出ZB规模架构的开源计划。Steven Craig认为:“在2020年以及可预见的未来,大容量企业级HDD是无可替代的,因为这些产品可以满足不断增长的数据的需求,并为超大规模数据中心提供更好的总体拥有成本(Total Cost of Ownership, TCO)。而分区存储技术能够实现更好的区域块管理,利用专用存储设备构建未来的云数据中心,为现在和未来带来更好的总拥有成本和更高的容量扩展。”XuTEETC-电子工程专辑

Bob Siller从FPGA和CPU对比的角度来看数据爆炸。他认为,在过去的十年中,业界见证了数据的爆炸式增长,预计到2025年数据量将达到175 ZB,现在面临的挑战是如何从海量的非结构化和结构化数据中获取有意义的见解。这就迫使业界去开发许多新型的基于硬件和软件的解决方案,以最高的性价比、最低的功耗和最好的时效性的方式来处理数据。XuTEETC-电子工程专辑

与过去靠更强大的CPU来支持的模式相比,今天应对这一挑战的手段有很大不同。现在,我们看到了针对特定工作负载加速而定制的异构计算系统的兴起。然而,拥有多个不同的硬件平台是一种有诸多制约因素的模式,而且我们也看到了新的趋势,即为需要加速的特定工作负载创建各种专为其进行优化的可重新编程架构。“在这一趋势的最前沿,Achronix提供了一种全新的基于FPGA的灵活解决方案,其设计目标旨在满足最高带宽和计算应用的需求。” Bob Siller说到。XuTEETC-电子工程专辑

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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