未來世界晶元能扮演哪些角色？

最新 07-03

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未來世界是智能的世界。試想一下，下班走路回家，無人機一路跟隨，幫忙提著重物；城市道路暢通無阻，交通信號燈根據車流動態，靈活調節放行；到家後，空調已提前打開，吹來絲絲涼意……這樣曾經科幻電影中的場景在不久的將來都將很有可能實現。而控制這些的核心就是——晶元，晶元作為20世紀人類電子業最偉大的發明之一，不只存在於現在的手機、電腦等終端，而且在未來將不斷穿梭在人們生活的各個場景中，成為不可或缺的一部分。那麼，晶元究竟是什麼？在未來世界中晶元將扮演怎樣的角色呢？

晶元，到底是什麼？

想要了解晶元，必須得提及集成電路和半導體。為了便於理解，大家可以這麼認為：晶元是指大量集成電路的總和，而集成電路由晶體管組成，晶體管的基礎是半導體。換言之，這三個名詞從小到大排序依次是：半導體＜集成電路＜晶元；而晶元體積非常小，以手機SoC為例，表面積大約是15mm*15mm，放在指尖都怕掉，其上還集成大量的半導體電路用於控制和運算，可見晶元功能有多麼強大。

晶元，早已隨處可見

或許，你還是不能具象的理解晶元是什麼，但你肯定已經知道晶元有什麼作用，也許你正在享受晶元帶來的便利。如果你正在用手機看神硅君的文章，那麼手機中最重要的晶元莫過於手機SoC，比如高通驍龍晶元、蘋果晶元、華為麒麟晶元、聯發科晶元等。雖然晶元個頭不大，但是卻威名遠播，比如大家現在買手機，都喜歡買四核、八核，這其實就是在說晶元（PS：雖然晶元性能和核心數並無直接關係）。

除了手機，PC晶元恐怕大家更為熟悉，包括小時候玩的紅白機，就是插卡（晶元）使用。打開電腦的主機箱，也可以看到好多如上圖所示的電路板，上面同樣集成了大大小小的晶元，正是這些晶元讓我們的電子設備暢通無阻

晶元與智能工業

當前，工業4.0的熱潮已然席捲全球，以智能製造為核心的改革理念已深入人心。工業4.0（Industrie 4.0）概念源自德國，強調「智能工廠」和「智能生產」，實質是實現信息化與自動化技術的高度集成。

位於德國安貝格的西門子電子工廠是智慧工業應用的一個典型的例子。該工廠的生產上大部分已經實現了數字化，其通過採用SimaticIT製造執行系統來提高產能和生產上的靈活性。依託強大的中央控制系統，通過數據矩陣碼掃描器和RFID晶元，每天可進行一百萬以上的產品測算，通過採集產品信息並載入到上位中央系統，可確保數據的一致。工廠的控制系統通過該方式便可掌握任何一件產品，諸如產品當前狀態、是否通過檢驗等詳細信息。該工廠幾乎成為了西門子公司誤差最小的工廠，其產品合格率高達驚人的99.9985%。

此外，NB-IoT物聯網技術的運用也越來越普遍，NB-IoT是由華為公司最早研發的窄帶廣域物聯網技術，被ITU、ETSI、3GPP等國際標準組織接納為國際標準，今年8月已被中國標準組織宣布接納為中國技術標準。去年年底，華為和沃達豐、u-blox聯合宣布，在西班牙蒙卡達完成基於商用網路的預標準NB-IoT（Narrowband Internet of Things，窄帶蜂窩物聯網）解決方案測試。在智能水表中嵌入無線晶元可以使其定期自動上報計量數據，無需人工抄表，這將極大的提升運營效率並降低成本。

晶元與智慧農業

與智能水表類似，NB-IoT在智慧農業等低功耗廣域網領域具有廣泛的應用前景。在「2016世界移動大會·上海展」上大唐移動展出的智慧農業為例，大唐移動解決方案集成了土壤墒情監測系統、精準灌溉施肥一體化系統、渠道流量自動監測系統、灌區自動配水系統、溫室智能監控系統。基於物聯網技術，通過各種無線感測器實時採集農業生產現場的光照、溫度、濕度等參數及農產品的生長狀況等信息，遠程監控生產環境。目前，大唐移動已聯合復旦大學、中國科學院大學、北京工業大學等多家高校實施智慧農業系統，並在上海、內蒙古等多地進行了商用部署。

晶元與智能生活

再來說說和我們息息相關的智能生活，作為物聯網細分領域最具潛力市場的智能家居市場，未來幾年內在全球範圍內將迅速增長。家電廠商海爾、美的，互聯網公司百度、阿里、京東都積極布局智能家居領域，潛力巨大。

國內最早開始智慧經濟轉型戰略的海爾，率先實現了全球第一個全開放、全個性、全交互的智慧生活開放平台——U+智慧生活平台，該平台集合了移動互聯網、物聯網、雲計算等技術，構建出包括空氣、美食、洗護、用水、安全、娛樂、健康的智慧生態圈，並為用戶提供一鍵式個性化服務。

此外，致力於打造「更美好的全聯接世界」的世界通信巨頭華為也在智慧生活方面積極布局，2016年華為全聯接大會上，華為HiLink智慧家庭解決方案正式發布，致力於打造一個開放的智能家居生態，為用戶提供簡單、連動、舒適的智能家居體驗，成為開放、互聯、高效的智能家居生活的技術樞紐。

而在家庭網路方面，華為GigaHome家庭網路解決方案，在家庭內部支持通過以太/電力線/無線等多介質延伸打通聯接壁壘，以高性能家庭網關為中心構建1+N家庭網路，通過網路配置智能同步、終端設備無縫漫遊切換技術，輕鬆實現家庭千兆網路全覆蓋。

晶元與人工智慧

晶元應用除了接地氣的生活外，還有高大上的人工智慧。比方說之前大熱的人機圍棋大戰，AlphaGo PK中韓國手，還有越來越流行的掃地機器人，都是人工智慧應用的例子。為讓人工智慧擁有更好的學習能力，谷歌專門打造了TPU（張量處理單元） ASIC晶元，它的每瓦性能比傳統晶元提高了一個數量級，相當於現有晶元在摩爾定律下發展三代後的性能看，通過改進地圖和導航的精度，使得AlphaGo思考速度更快，想得更加長遠。