Нова ера в розвитку електронних пристроїв

Anonim

З моменту появи першого в світі смартфона пройшло майже 10 років. Весь цей час саме смартфони були двигуном інноваційних процесів в сфері високих технологій. Кожне нове покоління "розумних телефонів" змушувало виробників мікросхем крокувати в ногу з прогресом. Ринок вимагав логічні схеми з більш високою щільністю упаковки, більш високою швидкістю обробки даних і більш низькою вартістю.

Сьогодні правила гри трохи змінилися. Ера смартфонів ще не закінчилася, але темпи зростання в даній сфері почали сповільнюватися. З'явився новий ключовий гравець - Інтернет речей, який встановить для виробників "заліза" більш високу планку технічних вимог. У наступне десятиліття Інтернет речей об'єднає десятки мільярдів сенсорних пристроїв. Діяти така мережа буде у всіх куточках світу і поширюватися на всі сфери життя і діяльності людини.

Щоб усвідомити, наскільки масштабними будуть прийдешні технологічні зміни, важливо згадати про те, як все починалося.

Поява друкованої плати

Кілька десятків років тому комп'ютери займали цілі приміщення. Кожен компонент системи випускався окремо, а потім їх підключали до однієї друкованої плати. Додавати або прибирати комплектуючі з системи було дуже просто. Така конфігурація обладнання називалася "System on a Board" (система на одній платі). Але потім стався справжній прорив в еволюції транзисторів. Вони сильно зменшилися в розмірах, а через це зменшилися і розміри комп'ютерів. На друкованих платах з'явилося багато вільного місця.

Основний кристал

Незабаром інженери почали експериментувати з багатофункціональністю інтегральних мікросхем. З'явилася можливість створення цілої системи всього на одному кристалі.

Конфігурація отримала назву System on a Chip (SoC). Вона застосовується і сьогодні, наприклад, в смартфонах. Тісна інтеграція компонентів системи має свої переваги. Через близького розташування сигнали між компонентами можуть передаватися набагато швидше. А це збільшує швидкість обробки даних.

Однокристальная система дозволила багатьом компаніям виробляти нові покоління більш тонких і легких пристроїв. Але проблема багатопроцесорних систем-на-кристалі полягає в тому, що всі компоненти (процесор, радіо, пам'ять і т. д.), встановлюються на одну мікросхему. Не кожен компонент багатопроцесорноїсистеми в такому випадку є "кращим у своєму класі". Ось тому одна платформа може бути кращою з точки зору встановленого на ній процесора і, в той же час, досить посередньої за частиною вбудованої flash-пам'яті. Апгрейд окремих компонентів мікросхеми технічних неможливий або невигідний.

Для смартфонів і інших пристроїв переваги інтегральної схеми SoC зазвичай переважують її недоліки. Але з початком нової ери виробників мікросхем чекають нові проблеми.

Нові правила ери Інтернету речей

Яке майбутнє чекає виробникам "заліза" з розвитком Інтернету речей? Мільярди сенсорних пристроїв будуть постійно перебувати в мережі. Проблема полягає в тому, що умови експлуатації та режим роботи пристроїв будуть сильно відрізнятися. Якісь із них будуть використовуватися на промислових підприємствах; інші - на міських вулицях; треті будуть збирати дані, перебуваючи під водою. Базова функціональність таких "смарт-вузлів" буде дуже схожою (виявити дані, зібрати дані, зберегти дані, обмінятися даними). Однак вимоги до експлуатації будуть різними.

Вузол датчиків в автомобільному двигуні, наприклад, потребують стійкості до впливу високих температур. Якщо це будуть вузли датчиків, що встановлюються на сільськогосподарських угіддях, вони повинні будуть мати потужні радіокомпоненти, так як дані потрібно передавати на дуже великі відстані. Переважна більшість датчиків повинні будуть функціонувати в умовах дуже низького енергоспоживання.

Точні технічні вимоги для пристроїв, що підключаються до Інтернету речей, ще не визначені. Але починати виробництво комплектуючих для цієї мережевої технології вже треба!

Очевидним є той факт, що багато підприємств повинні будуть готові до виробництва нових мікросхем. Так як електронних пристроїв різних типів стане в рази більше, для них будуть потрібні різноманітні модифікації чіпів.

Деякі вже роблять ставку на багатокристальні інтегральні схеми 2. 5D, або System in a Package (SiP) (системою-в-упаковці). У багатокристальні системах всі компоненти будуть "упаковані" близько один до одного, але такий всецілої інтеграції, як в однокристальної системі SoC, вже не буде. Технологія SiP за такими параметрами, як вартість, продуктивність, енергоспоживання і т.д. вже починає потихеньку відтісняти SoC.

У певному сенсі нас чекає епоха стандартизації електронних

пристроїв. Але по відношенню до програмного забезпечення все виглядає зовсім по-іншому. Точно так же, як і власники смартфонів, які вибирають додатки на свій розсуд, виробники обладнання для Інтернету речей будуть вибирати відповідні для своїх цілей і завдань апаратні конфігурації.

Наскільки серйозним буде майбутній технологічний стрибок, прогнозувати рано. Ера однотипних напівпровідникових схем для PC і смартфонів послужила поштовхом до створення величезного числа промислових підприємств. Загальна сума інвестицій в електронну промисловість за останні роки перевищила $ 300 мільярдів. Інтернет речей потребують налагодити виробництво різних електронних комплектуючих. Силіконова Долина повинна бути готова прийняти виклик і почати проектування більш досконалих мікросхем з урахуванням появи більш досконалих технологій.

Відкрити рахунок для торгівлі акціями високотехнологічних компаній