远见卓识：TI首席科学家方进预言2020年的科技大未来
随着市场对高清视频影像、消费电子、车用电子、通讯设备、工业应用及医疗电子等相关应用的需求提升，全球市场对DSP、微控制器和模拟元器件的需求持续以惊人的速度攀升，预计到2020年，全球嵌入式处理器市场的规模将突破300亿美元，模拟市场也将有超过1000亿美元的市场规模。绿色能源、机器人、医疗电子、沉浸式娱乐和通信将成为2020年驱动半导体市场成长的主要动力，并为系统制造商创造无数的创新机会和商业机遇，TI首席科学家方进（Gene Frantz）近日在深圳首先举办的2008德州仪器（TI）开发商大会（TI Developer Conference）上说。
绿色能源：当今石油和煤炭等传统能源的紧缺危机、以及对地球生存环境的保护意识正在驱动各主要能源消耗大国致力于绿色替代能源的开发，如我们已随处可见家庭用太阳能热水器，太阳能概念车已经出现，不少国家已建成风力发电中心，燃料电池也已接近商业化应用，这些新兴应用的光明前景将为能源的采集和聚集、转换、放大、处理、储存和传输用半导体器件提供新的成长机遇，同时也为系统制造商创造了新的发展机遇与空间。不过，方进表示：“不管是哪种绿色能源技术，只有当它能为最终用户省钱时，它才能真正获得市场推动，因为很少会有终端用户会因为其它理由（如环保）而决定使用新的绿色替代能源。”
机器人：2020年，机器人市场将有一个很大的飞跃，这不仅因为机器人将大幅提升工业生产的自动化和改善人类生活的便捷化，而且还因为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有了巨大的进步。方进说：“机器人正在从军用和工业应用市场向大众化家庭市场发展，预计我们不久就可看到机器人出现在左邻右舍。这不仅是因为机器人能做我们不想做的事或我们做不到的事，而且还因为它们开始有足够的智能去理解人类的语言和表情。”
医疗电子：人类对生活质量提升的诉求正在推动医疗电子革命，即如何更好更舒适地预警、管理和治疗各种慢性病，如何更舒服地与你的医生进行交流或安排见面时间，这也意味着个人保健产品和远程监护/就诊系统将形成一个新的庞大市场。例如，各种自动化和网络化的医疗电子设备及视频装置，使得人们不必亲赴医院就能和你的医生面对面地交流和就诊。超低功耗的心脏起搏器使得安装了人工心脏起搏器的病人不再需要每隔三五年就再做一次手术，目的仅仅是为了更换电池。便携式血压计和血糖仪使得人们不必花费很大时间亲赴医院就能随时监测自己的基本健康状况。便携式一氧化碳检测仪和有毒气体检测仪帮助你远离潜在的危险。
沉浸式娱乐和通信：2020年的娱乐和通信将是一种沉浸式（Full Immersion）的交互式体验，既不会像今天这样容易受到外在环境的干扰和影响，也不会像今天这样在设置、建立连接和操作上花费太多时间，用户可以全身心地沉浸在娱乐和通信的内容本身上。例如，当你戴上耳机听MP3、浏览网页、观看视频回放或电视时，你不再需要根据所处环境对你的机器进行必要的设置、建立连接、打开应开程序、选择你希望的频道或音乐等，也不会再像现在这样依然能‘耳听八方’，你只需要用声音告诉你的机器你想要什么，它就可以自动完成所有必要的准备工作，而你则可以全身心地欣赏音乐或电影。
当然，这只是我个人的一点预测和想像，方进指出，2020年到底会发生什么或是个什么样子，我们现在谁也无法想像得到，但任何东西的发展都有一个过程，都有脉络可寻，当然上面提到的新兴应用也许不用到2020年就全都变成现实了。
为了满足这些未来新兴应用市场的需要，到2020年，集成电路（IC）技术也将在以下四个方面发生革命性的变化。
多核趋势及灵活的协处理器革命：联网、宽带、融合和快速响应需求要求半导体行业提供性能更高的处理器，但由于时钟频率因为相应的功耗问题已不再是我们提升性能的朋友，因此我们现在不得不转而采用并行处理策略来响应这一需求。并行处理已成为当前IC产业的明显发展趋势，它将带来半导体性能的疾速提升。此外，未来处理器的通用性将变得极其重要，它将集成更多灵活可编程的DSP内核，并增加优化的可编程的协处理器，以迎接未来各种创新应用所带来的严峻大计算量挑战。“TI未来的处理器产品发展策略也是通过更多DSP内核+高度灵活的协处理器架构来进一步提升处理性能和降低功耗，我们会在需要确保通用性时提供更多的可编程DSP内核、需要特定应用处理时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硬件加速器，”方进表示，“这一策略使得我们可兼顾性能和功耗两方面的苛刻要求，目前这一趋势仍在继续，未来可编程DSP内核的数量有望进一步增加，从6个到32个再到更多。”
低功耗节能时代到来：目前的应用市场要求系统设计师将功耗而不是性能或价格放在首要的设计目标，这意味着我们已进入一个低功耗节能时代。根据方进定律，半导体器件的功耗将隔每18个月缩减一半。这意味着我们有一天可能开发出可长时间不间断工作的设备，如心脏起博器，这对需要这种设备的心脏病人而言将是一个梦寐以求的福音。另外，在某些应用场合，电池将被各种能量采集和能量存储组件所替代，并由此激发很多的低功耗创新应用。
SiP技术普及：未来将系统中不同的元器件通过同一个基底封装在一起的系统级封装芯片(SiP)将与基于单裸片的系统级芯片（SoC）一样普遍，因为SiP能够节省主板空间、减少组件数目，允许不同技术的集成，大大简化开发时间和成本。对半导体解决方案供应商来说，它可以为终端客户提供三种不同形式的电子解决方案：由很多半导体和分立元器件加PCB构成的粗放型解决方案、SiP解决方案和SoC解决方案。这三种方案各有优缺点，粗放型解决方案的优点是开发速度最快，缺点是成本和PCB面积都比较大。SiP解决方案可在系统开发速度、成本和PCB面积之间达到一个最佳平衡。SoC解决方案成本最低，但需要开发时间最长。方进说：“对终端客户而言，他的真正需求其实是随市场进展而变化的，在争抢市场的初期，他要求半导体供应商提供粗放型解决方案，因为此时他最关心的是如何快速进入这一市场，进入市场中期，他开始要求提供SiP解决方案，因为即使用户市场需求有变，他也能要求半导体供应商快速进行改进，而且更改成本也不会太大。市场成熟后，他又会要求半导体供应商提供SoC解决方案，因为这可进一步把成本压到最低。客户其实并不很在乎你提供什么形式的系统解决方案，他真正关心的是你的解决方案能否满足他的系统性能、成本和上市周期需要。”
全新的开发环境：我们今天的开发环境基本上是针对实际系统中的某些主要器件（如DSP或处理器）进行软件开发和仿真，其实系统工程师在开发实际的系统时，还需要花费很长的时间去设计和调试系统的其它硬件，以及进行实际硬软硬件的联调。但未来的开发环境将是完全面向系统的，它将是一个全新定义的系统感知型开放式平台，具有可扩展性和可升级性，可根据特定的应用进行优化，它整合了所有的硬件和软件资源，客户只需在其上开发针对特定客户应用的软件就可实现差异化设计。方进指出：“到2020年，系统解决方案或平台将成为TI公司2020年的主要增长支柱。”
他表示：“未来的半导体公司将专注于支持整体系统和平台，以促使客户能专注在具有高附加价值的应用差异化工作上，客户对具体行业应用的理解深度和创新将是他们未来的成功关键。”
此次开发商大会还邀请了多家TI的合作伙伴来展示他们基于TI前端数字信号处理与模拟技术的创新应用，如无线自动读表机阅读/感应网络、Android平台上的OMAP/DaVinci解决方案等。
作者：Jake Chen
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