半导体下一个设计灵感：更小、更快和更智能
 
 
 
　　对于更好芯片的无止境的需求正刺激芯片行业采用更复杂的设计，芯片的复杂性越来越高，如果我们相信芯片行业的规则，这个规则告诉我们硅晶片上的逻辑闸的数量以每5年增加10倍的速度成倍增长。这意味将出现速度更快、智能化水平更高的芯片。但是，这个规则也意味着芯片行业今年将迅速达到每个芯片50万个逻辑闸的里程碑(5年前这个数字是5万个)。工程师们正在寻找在越来越小、越来越复杂的芯片设计领域继续前进的创新方法。

　　显然，半导体行业的下一个设计灵感是更小、更快和更智能化。

　　最近几年，芯片行业一直设法把具有图形、处理和通信功能的离散元件组合到一个芯片上。但是，这样导致的复杂性使设计这些系统芯片更加困难。而且，这种复杂性只是在增加。英特尔首席技术官Pat Gelsinger在今年春季举行的英特尔开发人员论坛会议上作主题演讲时对未来的芯片作了这样的描绘。他说：“我们正在按计划前进，到2010年将制作出10纳米或10纳米以下的30GHz的芯片。”

　　工程师们在设法把电路缩小并放到微型硅片上的时候，将遇到电子和能源应用方面的科学规律问题，这些问题的解决都有助于改善芯片的性能。

　　一些工程师曾到大自然中寻找灵感以解决这些棘手的问题。Palo Alto研究中心的研究员Dave Biegelsen说，电源和密度问题越来越严重，迫使人们不得不分解基板或者硅晶样品来制作耗电量更少、密度更大的电路。真正的突破来自于进入3D和非硅的有机设备。科学家们已经制作出了预计将用于消费电子设备中的有机发光二极管。

　　研究人员和工程师们还意识到，无论芯片是用什么材料制作的，新的计算系统都将对在过去的40年里一直指导计算机行业的设计方法提出挑战。美国国防部国防高级研究计划署署长Tony Tether在今年4月呈报给美国参议院一小组委员会的证词中说：“我们要开发一种会思维的计算系统，这种计算系统能够自我监视，自我修复。这种有认知能力的计算机能够根据需要重新进行自我配置，产生它们自己的代码，对自然表达的人类指令作出反应，非专业人员也能够进行配置和维护，因此，比目前的计算机系统使用的寿命长。我们并不指望在许多年之内能够达到我们的最终目标，但是，我们现在正在开始研究这个基本技术。”

　　这是非常重要的工作，因为芯片行业正在进行着它在过去的几十年里经历的最重要的一种更换设备的工作。当然，这是一种例行的工作。由于芯片设计厂商要寻求新的工具制作下一代芯片，芯片行业每5、6年就要更换一次设备。这次不同的是2001年芯片市场的陡然下跌是由于芯片起始设计大幅度放缓。据提供系统芯片设计工具的新兴企业Get2Chip公司的总裁兼首席执行官Bernd Braune说，2002年这种起始设计只有4，000个，仅相当于2001年的1/3。现在，芯片设计商正在加快恢复到以前的水平，预计在2003年初将出现一个设计高潮。新的起始设计的增长对与芯片行业是个好消息。这些新的设计预计将在2004年下半年产生新的产品。

　　硅电路系统将应用到各种产品中。越来越多的家用电器、消费设备、公共场所、运输系统和企业都将使用被称作嵌入式控制器的芯片来提供信息和反馈信息，以便为我们的生活环境提供帮助。事实上，据Semico研究公司称，在2000年，每个人每天要遇到250个嵌入式控制器，也就是硅芯片。到2005年，这个数字将增加到304个。

　　精心制作的用来监视和交流信息的处理器可以模仿调节和支配人体活动的复杂的系统。这篇文章介绍这种处理器显然是要提高当前设计人员的工具和知识。Gelsinger在讲话中说，设想一下可能出现的世界：家庭中每一个房间和每一个设备都使用芯片。你可以想象，产品能够自我识别、自我维护，当不同的设备需要升级或维护的时候还能发出通知。

（环球商网）