未來SoC技術發展的幾個特點

　　半導體工業的主導已經從過去的面向商務和政府應用轉移到面向個人的消費電子意義上來，美國半導體產業協會(SIA)的資料顯示傳統的IT產品更新換代的周期是24個月，但是消費電子產品則是少于12個月。生產和研發的成本在持續的上漲，價格還在不斷創造新低，一個方面我們要用最高精尖的技術去做市場化的消費電子產品，另外一個方面我們要面對更短的產品周期、更高的成本，挑戰是巨大的(見圖1)。

圖1  消費類電子增長迅速

來自：SIA/WSTS

　　展望未來的面向消費電子的SoC設計，我們將面臨著一個日益復雜的電子系統，就像今天我們打開筆記本電腦，不管我們用什么東西，反正我們要把操作系統安裝上，然后在上面運行應用軟件。我們面臨這樣的系統就是在微軟、英特爾之間不斷把資源堆積起來，這是一個資源高度浪費的系統。這樣系統的復雜度不斷的上升，今天推廣計算機最大的障礙是什么？不是成本，而是知識，因為許多人不知道如何使用和維護計算機。計算機裝機運行還可能會帶來病毒的泛濫和盜版的盛行。

　　今天，基于硬件芯片、BIOS、驅動程序、操作系統、網絡和應用架構的電子系統有四大毒瘤-資源浪費，維護困難，病毒泛濫和盜版盛行。很多人認為沒有辦法解決，如果換一個思路，我們設計有這樣的系統；一個包含SoC的芯片最小硬件系統、一個非常小的操作系統和一個下載的應用接口，當我們有了這樣的系統，在應用的過程當中可能需要用到某些特定的軟件就下載下去，如果不需要我們就扔掉，這樣軟件的安排是按需選擇，它的維護變得的簡單，也并不需要太多的資源。因為應用軟件是從專門的服務器下載的，所以沒有病毒，因此也沒有盜版。這是一種有意義的探索，伴隨半導體制造工藝從65nm向32nm發展，未來軟件的作用在芯片設計和銷售中的比重將越來越大，未來的設計不僅包含了硬件，還要包含很大規模的軟件，傳統的軟、硬件劃分準則不再生效，芯片銷售將包括驅動程序，監控程序和標準的應用接口，還可能包括一個簡單的嵌入式操作系統。軟件的增值會給設計公司很大的收入，設計思路會發生很大的變化。因為我們今天是SoC的時代，因此軟件是我們發展當中不可避免的，是重要的一個部分。看看過去的幾十年Mcrosoft和英特爾的關系，軟件和硬件的互動發展是密不可分的。

　　功耗問題是今天SoC發展的更大的限制和挑戰，我們已經看到功耗的問題變得非常的重要，以至于今天其實面臨和80年代、90年代一樣的危機，那時我們出現了雙極性向CMOS轉移的過程，主要的問題就是功耗的問題。今天也碰到了功耗問題，但是至今沒有一個可替代的東西，如果繼續讓CMOS演繹過去的神話，科學和工程界需要跨越包括材料、工藝等方面障礙，功耗的問題導致了我們對整個器件要做一些全新的調整。消費電子的蓬勃發展將驅動集成電路的架構創新，軟件在芯片設計中的作用越來越重要，現行的集成電路設計思想必須革新，培養集成電路行業的軟件工程師成為最緊迫的工作，功耗問題必須得到重視，EDA工具的發展和SoC發展密切相關的。

　　總之，消費類電子是集成電路發展的下一波推動力，集中精力攻克主要關鍵技術，加大力度開發芯片軟件，尤其是軟件設計自動化的集成工具。把低功耗作為突破口，關注移動通訊和互聯網的發展，它們的融合將主導今后SOC的發展。