房子比工作更难找，但他们依然选择来这奋斗打拼。
这一天几乎全村的老百姓都到他们家里道喜祝贺。
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　　导读：日，对于互联网科技领域来说是个标志性的日子，全球市值最高的五家公司第一次全部花落科技公司，并且都来自美国西海岸：旧金山湾地区的Apple、Alphabet（Google母公司）和Facebook，以及西雅图附近的Microsoft和Amazon。
　　日，对于互联网科技领域来说是个标志性的日子，全球市值最高的五家公司第一次全部花落科技公司，并且都来自美国西海岸：旧金山湾地区的Apple、Alphabet（Google母公司）和Facebook，以及西雅图附近的Microsoft和Amazon。这的节点向世人展示出：全球的经济转型正在悄然发生，今天的科技巨头在个人生活和企业运营中占据更加中心的位置。
　　10年前在PC如日中天的时代，微软是唯一一家市值挤进全球前20的科技公司。5年前，按市值排名的五大公司中有五家从事石油行业：埃克森、中国石油和荷兰皇家壳牌，这依然是工业经济时代的代表，能源企业占据优势。随着能源行业没落，五家最大的科技公司创造的数字平台渗透到人们生活工作的方方面面――从智能手机到云计算平台，再到手机聊天应用。互联网科技公司已然成为世界经济中的新领导者。
　　从美国五大互联网科技公司的产品技术发展路径和方向看，主要呈现以下7个趋势：
　　趋势一：云计算服务成为业务新方向。
　　Gartner研究报告显示，截至2015年，全球云计算市场规模已达1750亿美元，预计2016年达2030亿美元，2019年达到3120亿美元。与全球云计算市场相比，中国云计算市场规模尚小，占比不足5%。在云计算投入方面，亚马逊、微软和Google投入力度最大。
　　其中，亚马逊在公共云服务市场排名全球第一，占据超过30%的市场份额，AWS（Amazon Web Services）除了提供基础存储和计算服务之类的IaaS（基础设施云服务）以外，还提供数据分析、电子邮件、搜索和工作流等成百上千种其他的服务和功能，而提供这些附加服务的边际成本几乎为0。
　　微软作为传统的IT巨头，在向云计算服务转身的过程中速度迅猛，凭借其Office365和Azure的云服务双引擎获得了市场第二的位置。
　　Google的云计算平台GAE是从PaaS（平台即服务）起家，聚焦开发者人群，未来Google的方向会是聚焦大数据和人工智能相关的云服务方面，同时Google在云数据中心和硬件方面也拥有独特的技术，比如Google将DeepMind的机器学习系统用在了控制部分数据中心上，不仅可以节约能源，还能提高能源效率。
　　Facebook与苹果则主要聚焦在给消费者提供服务方面，目前并未为企业提供云服务。
　　趋势二：高度重视人工智能和深度学习领域。
　　以计算机视觉处理、自然语言处理、语音识别、神经网络训练与深度学习技术为代表的人工智能技术逐渐应用到大量的场景中。AlphaGo与人之间的人机大战，引爆了世界对人工智能的关注度。
　　2010年以来，苹果已悄无声息收购了15家人工智能公司，并将其人工智能技术融入到各种产品之中，以机器智能和平衡个人用户的隐私为主，具体在Siri和无人驾驶汽车领域布局，苹果还宣布与IBM共同开发人工智能健康数据平台。
　　Google在人工智能领域布局很广，在云服务中开源第二代机器学习系TensorFlow，在人工智能硬件方面投入人工智能加速器芯片TPU，未来的应用领域会从无人驾驶汽车、智能家居到虚拟现实多个产品中。
　　Facebook 的人工智能研究深深依托于社交网络的发展，从 Facebook 产品中获得数据，训练数据，得到的人工智能产品也发过来服务于社交网络的用户。
　　微软则认为未来开启对话即平台Conversations as a Platform（CaaP）时代，将人工智能技术应用到智能助手、VR等领域。
　　趋势三：虚拟现实有望成为下一代人机接口。
　　很多人将2016年视为虚拟现实产业化元年。虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）和增强现实技术（Augmented Reality，AR）将颠覆传统模式，通过提供良好的沉浸式体验而成为新一代人机交互平台。2016年全球的消费电子展（CES）和MWC（移动互联网大会） 上，虚拟现实都是当之无愧的主角。
　　根据Digi-Capital的预测，到2020年，全球AR与VR市场规模将达到1500亿美元。其中AR市场规模为1200亿美元，VR市场规模为300亿美元。
　　虽然虚拟现实（VR）技术相关概念早在上世纪60年代就被提出，但真正引起业界的关注当属2014年的一件事：那就是Facebook以20亿美元收购沉浸式虚拟现实技术公司Oculus VR，一下让沉默多年的VR成为了全球科技界的焦点。
　　Google已经基于Android N系统的DayDream平台作为VR的技术平台，开始搭建VR生态。微软在全息眼镜HoloLens和深度传感器Kinect方面投入巨资，与其Windows 10平台进行结合。
　　当前，三星、谷歌、索尼、微软、HTC等传统行业巨头们都将虚拟现实作为创新关注点，大量的创新企业在虚拟现实领域也大量涌现并崛起，虚拟现实硬件、软件和内容领域都受到前所未有的关注。虚拟现实技术将深刻影响媒体、游戏、娱乐等行业，VR甚至会成为互联网的另一个关键入口。
　　趋势四：无人驾驶汽车成为下一步发展方向。
　　据麦肯锡预测，无人驾驶汽车到2025年可以产生2000亿至1.9万亿美元的产值。波士顿咨询公司研究显示，首批无人驾驶汽车将于2025年正式上路，到2035年无人驾驶汽车的全球年销量预计可达1200万辆。
　　可以想象，不久的将来，伴随着无人驾驶汽车技术和产品的成熟，司机可能真的会失业。所谓无人驾驶依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。
　　目前看，无人驾驶汽车领域的主导者主要为汽车厂商与互联网巨头们，互联网巨头虽然在汽车以及相关零部件制造等领域缺乏经验，但它们在云计算、大数据处理、人工智能、高精度地图等领域有明显的优势。
　　2015 年 6 月 26 日，Google 无人驾驶车正式开上美国加州的公路进行测试。Apple的无人驾驶汽车项目Project Titan正在进行之中，预计2021年上市。2016 年 1 月 15 日，美国联邦政府宣布，计划在未来 10 年拨款 40 亿美元，加速无人驾驶汽车的发展，希望减少交通事故死亡率和交通拥堵状况。
　　趋势五：无人机应用落地指日可待。
　　在不久的将来，让无人机与客机共享天空――这是美国白宫正在筹划实施的一项计划。美国政府宣布，它将实施数项旨在扩大无人机应用的计划。白宫提出设想将无人机应用于安全检查、救灾、农业监测、空中交通管制、空中包裹递送等用途。国际无人机系统协会提供的数据显示，到2025年，该行业预计将产生820亿美元的经济效益，并且将创造多达10万个工作岗位。
　　Google X部门旗下的Project Wing计划于两年前秘密启动，目标是解决在商业性航班空域开展大规模无人机送货服务的问题。
　　亚马逊的无人机项目为Prime Air，已经开始在英国进行测试，通过无人机送货可以让最后一公里物流成本下降80%。
　　Facebook刚刚完成Aquila无人机的第一次全面试飞，Facebook希望向全球没法接触网络的16亿人提供网络，他们计划利用这个太阳能驱动的无人机以激光传输数据，覆盖60英里宽之内的地面区域，并且它能在空中停留长达90天。
　　趋势六：机器人融入行业应用。
　　机器人的底层技术要依赖于人工智能和深度学习技术的成熟，根据Gartner 公司预测，到2018年，20%的商业内容由机器自动产生，媒体工作者们要小心自己的工作被抢；到2018年，全球将有超过300万工人处于“机器人老板”的领导下。
　　从工厂楼房到家庭居所，机器人未来会成为工人、伙伴、医疗助理、厨师、保安人员等等，应用需求一直在增加。不少初创公司聚焦在工业级机器人、消费级机器人、医疗服务机器人、安全机器人、通用机器人等细分领域。
　　比如亚马逊目前已在13个配送中心部署了3万仓储机器人，亚马逊的机器人把装满各种商品的货架运送到采摘中心，然后再由员工完成商品的分拣工作，确保把商品递送给正确的用户。
　　趋势七：下一代操作系统连接PC、手机和其他智能设备。
　　目前物联网产业发展的重要问题就是缺乏统一的底层平台软件，智能设备无法实现互通。Google目前正在致力于开发一款新的开源操作系统――Fuchsia，使用不同的内核全新编写，支持PC、手机以及其他智能设备。Fuchsia的目的就是打通PC和手机，可能会是谷歌未来IoT的融合操作系统。
　　工业物联网需要重视安全性
　　采访对象：英飞凌科技（中国）有限公司总裁兼执行董事 苏华
　　英飞凌认为，工业物联网主要是解决制造领域的产业链整合和高效利用制造资源的智能制造， 涉及智能材料和智能产品。
　　用制造过程的自动化集成来实现制造水平的提升，实现精细化管理对中国企业很有意义。所以应该说是近来最热的热点。同时智能产品由于应用和平台的丰富并能直接给消费者带来便利，推广趋势日益明显。
　　在智能材料方面因为面向的是直接制造过程，考虑经济性和系统的完善性，会滞后于智能产品，但以RFID和视频识别为代表的应用也在蓬勃发展，应该说大规模的应用即将到来。
　　工业物联网还是离不开物联网的基石，是未来经济发展的重要推动力。英飞凌先进的传感器、可信安全防护、高能效的电源管理以及跨应用的控制技术将帮助的客户提升联网环境下业务的智能性、安全性和能效，实现其业务的可持续性成功。我们同时一个大的趋势和挑战就是，在工业物联网环境下怎样保护制造数据和专有知识，怎样保护工业环境的安全和通讯安全， 英飞凌作为德国工业4.0初创成员，其中一个重要的责任和角色就是为工业物联网的安全提供解决方案。目前，英飞凌的安全解决方案是国际上最领先的方案之一。
　　物联网发展促使传感器加速融合
　　采访对象：Molex公司亚太南区市场营销及关键客户管理总监 卓炳坤
　　物联网这一愿景通过技术融合成为可能。融合过程中的一个重要方面就是新一代传感器芯片的发展，比如说温度和压力传感器。第二个因素就是姗姗来迟的 IPv6 寻址技术，使得几乎无限数量的人员和设备可以通过互联网展开沟通。第三，我们发现已经出现了多个协议在超低功率 （ULP） 领域展开竞争，使基于传感器的网络可以只消耗很少一部分功率。
　　在这些形形色色的技术当中，可能只有极少数可在 2016 年发展成熟。然而，传感器已经出现了很多年，并且具有了一定的成熟度。之前提到的两种传感器，也就是温度传感器和压力传感器，现在已经整合到了大量的设备当中。加速度计现在已经是移动设备中一种主要的功能。此外，磁力计可以提供电子指南针功能，而陀螺仪则可以保持运动的稳定。接近传感器则可以告知将会整合到物联网中的无人机如何在飞行过程中避免相互碰撞。
　　其中许多相对独立的功能现在都已整合到了多功能或者“融合”的传感器中，我们在 2016 年将会看到这些节省空间与成本的趋势将会加速前进。
　　工业物联网热点应用对测试要求提升迅速
　　采访对象：德科技科技数字测试业务部大中华区市场经理 杜吉伟
　　不同的分析师，对工业物联网热点的定义是不同的，Keysight关注的热点包括云计算和宽带通信、车联网、机器人、可穿戴医疗运动设备等。云计算和宽带通信系统是对数据带宽要求非常巨大，使得整个数字系统的单根信号速率突破25Gbps，甚至达到56Gbps的超高数量级。超过20GHz的数字系统，对各种电路和信号的要求达到了异常苛刻的境界，电路和信号的测量成为必不可少的研发环节。
　　车联网、机器人、可穿戴医疗运动设备等对功耗和环境的要求愈来愈高。工程师们正在四个方向上努力，一是安全。第二点是低功耗和小信号。 第三点是极限温度环境。第四点是各种电源技术。针对这些热点应用需求，是得在系统级和局部级方面都有着自己的优秀，都有相应产品推出。同时为了能让更多人能够使用高性能示波器，示波器一般都是每1G带宽，价格递增1万美金，但我们的6000X系列示波器，6GHz带宽的入门价格，对外公开报价不足3万4千美金，极大了提升了高带宽示波器普及的可能性。
　　移动设备电源向单芯片方向发展
　　采访对象：Intersil公司总裁、首席执行官兼董事 Necip Sayiner
　　移动市场代表竞争激烈和变化迅速的一个客户群体，为了不断增加功能特性并同时延长电池续航时间，他们对电源具有非常苛刻的要求。Intersil拥有非常丰富的电源产品，包括一些性能非常高的分立器件，全部采用相同的工艺技术。随着应用变得越来越小和越薄，以及电路板面积的相应缩小，非常需要将这些功能集成在单一芯片之上。这正是Intersil带给客户的主要优势之一。利用广泛的高性能专利技术，我们能够提供尺寸小但性能高的产品，满足客户的各种电源管理需求。
　　2016年，Intersil在过去三年推出的一系列创新电源产品将开始产量爬坡。更多最新产品将在设计中得到积极采用。我们认为关于研发方向的决定是最重要决定，并且已将我们的研发资源瞄准那些难以解决并且最迫切的电源问题。我们的创新引擎源源不断地创造出极具竞争力的产品，我们相信这些产品将使我们公司的增长速度快于终端市场。
　　松耦合将是无线充电主流
　　采访对象：安森美半导体中国区应用工程总监 吴志民
　　2015年无线充电技术开始加速发展，逐渐由紧耦合/磁感应方案向松耦合/磁共振方案迈进。松耦合方案突破紧耦合必须精确对准、不能同时为多个设备充电、不能在金属附近使用、必须使用专用通信的局限性，能通过任何一个装有无线充电发射器的表面同时为多个不同功率的设备充电，在金属附近可操作使其适用于汽车、零售和餐馆应用的理想选择，采用蓝牙智能技术最大限度地降低对制造商的硬件要求。
　　无线充电技术行业领导者AirFuel Alliance将致力于整合紧耦合和松耦合技术，由兼容紧耦合和松耦合的多模方案逐渐转向松耦合方向发展。AirFuel Alliance现有超过195家会员公司。董事会的会员公司包括AT&T、博通（Broadcom）、伟创立、Integrated Device Technologies、英特尔、联发科、Duracell、高通、三星电子、星巴克、和安森美半导体。松耦合将是未来的主流无线充电技术。智能手机、可穿戴设备和平板电脑将率先采用无线充电。未来随着标准的逐步统一及松耦合方案的大规模普及应用，无线充电将遍及笔记本电脑、助听器、电动工具、数码相机、家居、医疗、汽车、工业等应用，甚至延伸至物联网领域。
　　新能源汽车电子具深厚发展潜力
　　采访对象：东芝电子中国董事长兼总经理 田中基仁
　　今后，中国的新能源汽车会越来越多，针对新能源汽车相关的产品，东芝推出了在节能方面非常有功效的马达驱动电路，还有在电动车混合动力里面广泛使用的光机电器类似的产品。车载信息化方面，我们除了既有的车载音箱产品以外，还增加了与互联网、车联网相关的无线互联的蓝牙产品、存储产品。针对环保的要求，东芝提供非常独特的有优势的电机控制技术，我们的BiCMOS的制成技术已经实现130纳米最高性能的制成，可以提供非常高性能的导通底阻抗。
　　而针对目前流行的ADAS技术而言，图像识别技术尤为重要，东芝目前推出的图像识别引擎Visconti非常适合于车载应用。ViscontiTM图像识别处理器可提供ADAS视频处理解决方案，采用多核、高度并行、并发架构，低功耗，高性能。能够快速地进行视觉运算和处理，图案检测和识别。具体功能包括：车辆检测、行人检测、交通标志识别、避免碰撞等功能。
　　车联网为无人驾驶打下基础
　　采访对象：瑞萨电子大中国区应用技术中心汽车电子部副部长 林志恩
　　低功耗、高性能、高安全性和智能化。新能源汽车特别是电动汽车，系统的功耗会影响到整车的性能和成本，低功耗的产品和方案会凸显电动汽车的优势。由于电动车的控制比较复杂，车辆将使用越来越多的传感器采集信息。随着传感器数目的增多，需要使用更大、处理速度更快的软件程序。对MCU等控制产品的性能要求也越来越高，并且必须满足相关的功能安全ISO26262级别ASIL A~D。
　　车联网应用于汽车电子市场可以减少交通意外和交通拥挤的情况。不同的国家和地区有不同的规格和标准，车载网络、车辆间和车路间网络正逐渐成为主流，半导体厂商对应不同车厂的要求开发相关的产品和方案。车联网应用的射频发射和接收产品，系统处理器必须带有安全加密的安防模块以确保系统免遭未授权的外部访问。配合主动安全、ADAS驾驶辅助系统，实现未来的无人驾驶的智能汽车。
　　中国医疗电子将走向高端
　　采访对象：ADI亚太区医疗行业市场经理 王胜
　　医疗电子的发展趋势将会有如下特征：中国的医疗电子设备公司的产品将向中高端产品系列延伸，例如数字DR，多层CT， 高端彩超以及其他大型医疗影像设备，增加全球的医疗电子市场份额；政府会持续扶持中国本土企业加大力度，包括直接引进核心的海外人才以及资金投入，渠道支持等；越来愈多的医疗功能设备会从医疗机构延伸到社区，家庭以及个人，远程传输及实时健康数据采集会进一步普及；智能可穿戴设备中的健康保健功能会大量普及，将成为整个医疗电子市场的最大推动力。
　　从具体的市场应用来看，X射线数字影像包括CT和DR在2016年会有更多新的自主研发的产品及品牌面世，打破国外品牌在这一相对高端产品中的垄断地位；可移动的穿戴设备，也必将实质性的增长，也就意味着技术方案的成熟，产品形态在市场中的接受度，业务的运营模式等都将取得大的突破。而且“可穿戴”已不再是消费领域的专有应用，在传统的医院内及医疗认证的产品，可穿戴形态也受到市场的欢迎，大部份医疗设备厂商已经量产或正在开发相关产品。
　　家用医疗设备具备强大商机
　　采访对象：凌力尔特混合信号产品部产品市场经理 Alison Steer
　　家用医疗保健设备的商机越来越大，这类设备有助于确保经济和有效的治疗和护理，可减轻医院的负担。未来，家用医疗保健设备将是一个大市场。
　　针对这一市场，凌力尔特提供两种最新突破性的 ADC 产品。第一款是 LTC2387 以针对医疗成像应用。第二款 ADC 产品是针对 MRI 梯度和脑电图设备、血糖监视、医疗消融和脉搏血氧饱和仪等应用。
　　理想情况下，家用医疗设备要求完成的一些任务应该是自主执行的，以提高护理的可靠性，并减轻患者需要记住治疗时间的负担。因为电池供电设备可能大多数时间都处于空闲状态，所以这种设备需要确保处于空闲状态时效率尽可能高。诸如设计巧妙的 LTC2956 等微功率唤醒定时器可配置为周期性唤醒系统，周期可规定为数天、数小时或几分钟，以进行测量或执行治疗，然后再返回低功率状态，期间无需任何复杂的代码或实时时钟。这类功能非常适合用来执行例行任务的电子设备，例如监视体温或测量血糖水平的设备。
　　智能家居促智能传感器需求增长
　　采访对象：Nordic区域销售经理 何伯伟
　　智能遥控是2016年智能家居应用领域中增长最快速的市场之一，我们提供智能遥控产品参考设计以加快并简化其设计过程。此外，智能传感器的需求会在2016年快速增长， 使用硬币电池操作的家居智能传感器如 智能门锁、开关、存在感测、环境传感器等会脱颖而出。另一方面，智能照明和智能白色家电也有很大的发展潜力。
　　我们相信物联网 （IoT）应用前景远大，拥有巨大商机。我们提供的Nordic IOT SDK满足开放式IETF标准，提供IP端至端的互通性，以支持半导体厂商在这个领域中的发展。
　　这包括了与智能家居、工业和企业自动化应用，以及物流、接入控制和云服务相关的大型分布式云连接异构网络部署，可以与“最后一英里”技术由蓝牙智能无线技术来实现的做法完全无关，而在服务和“物品”之间实现直接通信。
　　原生IP意味着蓝牙智能“物品”可以通过“无头” （headless）路由器和互联网进行相互通信，还意味着蓝牙智能“物品”能够与使用Wi-Fi、以太网、ZigBee IP和Thread等具备IPv6功能的其它有线或无线技术的物品进行通信，形成一个异构网络。
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> 如何最大程度降低未来集成电路的功耗
如何最大程度降低未来集成电路的功耗
R. Colin Johnson
功耗过高已经成为工艺尺寸进一步微缩的主要障碍，并且严重威胁到所有领域的一切进展──从推动移动设备更加微型化到开发超级电脑均包含在内。
虽然根本原因在于永恒不变的物理和化学原理，但工程师们已经开发出一系列的创新技术，以用于减轻目前所面临的问题，并可望对振兴未来的芯片产业有所助益。
以下讨论五种可用于降低未来IC功耗的技术。这些技术目前已经在开发中，可望共同解决未来十年内将会面临的功耗问题。
拥抱协同设计
电子设计()工具可让设计团队从一开始就进行协同设计，从而实现最佳化低功耗设计。事实上，业界最低功耗的处理器和系统级芯片开发人员不仅透过最佳化架构和材料来实现优势，也采用协同设计封装、电源、和软件来降低功耗，而不至于降低性能或增加成本。
“实现低功耗必须采用覆盖技术、设计方法、芯片架构和软件的全面性方法。”(TI)公司设计技术与EDA部门总监David Greenhill表示。
TI已经使用了许多先进技术为每个子系统进行最佳化，从而为低功耗元件提升了新标准，例如打造自有的制程技术来平衡关断模式的漏与主动电流性能，或使用与频率扩展技术来定义各种省电工作模式。
“第一步是从性能和功耗的观点来确认产品的目标。一旦这些目标确定后，就可以开始采用专用的制程技术，以提供所需的性能，而不至于超出设备的功耗预算。” TI公司28nm平台经理Randy Hollingsworth指出。
EDA工具一直是实现这些更低功耗目标的关键，但有时需要围绕设计回路进行一些反覆，因为采用传统EDA工具进行功耗估计只在接近设计周期结束时才比较精确。对于未来的IC来说，必须在设计周期初期便进行精确的功耗估算。
一些专用工具的供应商已经拾起了接力棒。例如美国加州Atrenta公司推出一款名为Spyglass Power的工具，它可采用标准的暂存器传输级(RTL)描述来执行功耗估计、功耗降低与验证。这些RTL描述在较早的设计周期就能从每种主要EDA工具获得。
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图1：Atrenta公司的工具可以很早就估计功耗；此处指出设计周期开始之初的潜在热点。
图片来源：Atrenta公司
“而今，工程师希望能在较早的设计周期展开功耗估计。”Atrenta公司资深工程总监Peter Suaris表示，“你不能再等到设计临近结束时才去估计功耗。你必须在RTL级就针对功耗进行协同设计，并为设计进行改动，以便能从一开始就实现节能效果。”
Atrenta公司宣称，其专用的节能工具能以20%以内的精密度估计最终功耗预算，而功耗降低工具还可使最终设计功耗减少达50%。
降低工作电压
微缩芯片尺寸通常能够降低工作电压，从而实现节能。例如，三星公司(Samsung)最新的20nm'绿色存储器'芯片透过将工作电压从1.5V降低至1.35V，以节省67%的功耗。
处理器和逻辑电路的工作电压甚至低于存储器元年，但工作电压降低至1V以下时就不可避免地必须进一步改善半导体制程。IBM、英特尔(Intel)、三星、TI、台积电(TSMC)和其他每家半导体制造商均持续改善制程，以便能在更低电压下作业，不过，过去几个制程世代以来的进展速度已开始减缓。
其关键在于晶体管导通的阈值电压在使用不同晶圆时是不一致的，因为在更大尺寸时制程的变化可以忽略。而由于在特定电压下关断状态的漏电流在不同阈值时有很大的变化，因此理想芯片实际上要使用根据其特性定制的供电电压。
英特尔公司声称已具有更好的解决方案──这是该公司花费近十年时间进行完善的一种方案。英特尔采用了所谓三栅极(tri-gate)的3D FinFET晶体管架构，这种架构以三维方式在晶体管通道周围环绕三个金属栅极，使晶体管处于这些栅极的电场之下。这种技术可以抵销阻止工作电压低于1V的制程变化。
“我们已经成功地展示我们的三栅极晶体管结构，可将工作电压减少到0.7V范围，而且还能做得更低。”英特尔公司资深工程师Mark Bohr指出，“这些都是具有更陡峭次阈值斜率的完全耗尽型晶体管，可以更小的漏电流更快切断，同时以更低阈值导通电压。”
资金雄厚的半导体制造商们专注于模拟英特尔公司的3D架构，但一些新创企业则致力于研发新型平面制程，针对缺乏时间和资金来完善3D架构的半导体制造商重启电压调整进程。例如SuVolta公司已经发明出一种用于标准产品线的超低电压平面制程。
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图2：透过采用未掺杂晶体管通道(位于中间的白色区域，在浅绿色的轻掺杂阈值区以及深绿色的重掺杂筛选区上方)，SuVolta公司的平面CMOS制程可望使半导体电压进一步降低。
来源：SuVolta公司
SuVolta并未使用3D栅极耗尽型晶体管，改而采用一种未掺杂通道(带掺杂的阈值和保护带)以避免掺杂中的变化。深度耗尽型通道制程可在标准的平面CMOS产品线上实现。
“透过使用平面深度耗尽型通道制程，我们已成功展示供电电压可降低到0.6V，未来还能够降得更低。”SuVolta公司技术长Scott Thompson透露。
SuVolta还取得了第一个授权协议──富士通半导体，该公司将在今年稍晚进行量产。有关该重要授权交易的进一步声明可望在2012年稍晚发布。
智能调节功能
一般来说，供电电压和时脉速度越低，功耗就越低。然而性能也受到影响。因此，最新的微控制器和开始寻求运用智慧单元，自动调整工作电压与时脉速度来搭配工作负载。
“电源管理的基本思路是单独立地调整芯片不同部份的供电电压和时脉速度，以便在任何特定时间点都能匹配其工作负载，同时关闭未使用的电路。”即将接任Silicon Laboratories公司CEO的Tyson Tuttle表示。
电源管理单元通常以状态机模组的方式建置，能够选择性地降低非关键功能的电压和频率。但随着半导体节点变得更先进，芯片中填入更多的晶体管，一种所谓“暗场硅晶”(dark silicon)的概念──大部份的芯片在需要使用以前均处于断电状态──这或许会是未来半导体的先驱设计理念。
“在未来更先进的制程节点，如22nm，SoC将整合进更多能同时导通的晶体管。”Rambus公司CTO Ely Tsern表示，“暗硅的概念就是在芯片上制作许多特殊用途的功能，但在任何时刻都只启动所需的功能，让其它功能则保持黑暗的断电状态，什么事也不做。”
英特尔在芯片电源管理方面处于领先地位，能够随时时详细地监视核心的温度，允许透过提升频率(turbo模式)以提高性能或降低速度来节省功耗。
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图3：英特尔的turbo模式可在高负载期间提升时脉以增加速度，并监控核心温度，在开始过热时逐渐降低时脉速度。
来源：英特尔
但并不是所有的电源管理功能都能十分经济地移植到芯片上。事实上，最智慧化的电源管理方案是在芯片上和外部电源管理单元之间划分任务。“针对外部电源管理存在经常性的需求，因为从功率密度来说，能够加进芯片上的内容是有限的。”Enpirion公司CTO兼共同创办人Ashraf Lotfi表示。
Enpirion公司专门生产独立式电源管理单元，这些电源管理单元能从处理器接收命令，例如当处理器进入睡眠模式时降低处理器的电压，当处理器被唤醒时再迅速恢复电压。
采用3D/光学互连
透过缩短互连线的长度并降低其电线，就能支援更小的驱动器晶体管，从而降低IC的功耗。缩短互连线长度的传统方法是增加金属层，因此目前有些芯片的金属层多达10层。
然而，互连层设计最新创新成果是三维过孔硅( TSV )，允许将存储器芯片堆叠在处理器之上。这种技术将互连长度减少到芯片间的距离，因此不需要大功耗的驱动晶体管和长的印刷电路板互连线。然而，TSV的经济性比较差，目前大多数芯片制造商的TSV时程都处于延后状态。
“虽然过孔硅(TSV)确实可透过缩短走线长度来降低功耗，但这是一种成本非常高的解决方案。”TI公司的Greenhill表示，“为了更具经济性，TSV需要能够弥补其它不足(如介面性能)，才能让它的成本较为合理。”
公司( nc.)是一家非常了解如何为TSV成本/性能取得平衡的公司，该公司正提供第一款使用TSV的商用芯片。相较于在板上焊接独立元件的方式，赛灵思公司采用这种具成本效益的方案不仅能降低芯片功耗，同时也提升了性能。此外，它还可为赛灵思公司的客户降低BOM成本，赛灵思公司资深总监Ephrem Wu表示。
赛灵思公司透过使用硅中介层(interposer)回避了在PCB板上焊接各个的问题。这种硅中介层可在单一封装内互连4个高密度的FPGA。
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图4：赛灵思公司能够使用台积电的硅插入器在封装内互连4个FPGA，从而使功耗从112W降低到19W。
来源：赛灵思
这种技术不仅能提升性能，还能使功耗降低到19W，相形之下，传统的PCB解决方案功耗还高达112W。另外一种前端技术是使用光学。例如，IBM公司的Power7超级电脑使用从传统光学元件产生的板载光子互连。未来的芯片很可能使用Kotura公司和其它公司提供的专用光学解决方案，将光子功能转移到能够附加处理器与存储器芯片的微型光学芯片上。
“我们的低功耗硅锗元件整合了透镜、、调制器以及你需要的所有其它光学元件于单颗芯片上。”Kotura公司行销副总裁Arlon Martin指出。
Kotura公司的硅光子制程使其得以将大约香烟盒大小约1万美元的传统光学收发器单元整合进最新款iPhone大小的500美元封装中，使用的功耗更低4至20倍。Kotura公司还展示该公司的SiGe收发器可透过堆叠式CMOS芯片间的气隙传送光学讯号，最终在堆叠芯片之间形成一个高速、低功耗的光学资料通道，适用于代替PCB走线。
试用新材料
采用更高迁移率的材料也能降低功耗。例如在标准CMOS产品线中已经加进了磁性材料，而像碳纳米管和石墨烯等'神奇'的材料也开始浮出台面。
为了以铁电RAM(FRAM)制造微控制器，TI在CMOS产品线中增加了磁性材料。从Ramtron International公司获得授权的FRAM比起快闪存储器更方便，因为它们既具有非挥发性，还支援随机存取。
“与闪存相较，我们非挥发性的FRAM在读写能耗方面更高效。”TI无线事业部CTO Baher Haroun指出。
Enpirion公司也在其CMOS产品线中导入磁性材料，并计划于2012年开始为其电源管理芯片制造整合型与。目前，电感和变压器还无法更经济地整合在必须于高频作业的芯片上，但Enpirion公司专有的磁性材料已经着眼于解决这方面的问题。
“我们已经整合了不同的金属合金，使我们的磁性材料可在很高的频率下执行作业，同时还能保持高能效。”Enpirion公司的Lotfi透露。
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图5：Enpirion公司的芯片上电感是采用专用制程以及独特的磁合金材料在硅晶圆上制造而成的。
与此同时，Semiconductor Research公司最近资助了IBM和美国哥伦比亚大学共同进行的一项研究计划──将电感整合于处理器上。该公司声称能透过芯片稳压功能在奈秒级时间内调节供电电压，实现工作负载匹配，因而使能耗降幅高达20%。
在不远的将来，CMOS产品线还可能增加的其它近期材料包括砷化铟镓(InGaAs)。英特尔公司计划使用InGaAs增强未来三栅极晶体管上的通道，据称此举可望使工作电压降低至0.5V。
然而，长期来看，碳纳米管和平面版的石墨烯很可能成为未来超低功耗元件的首选材料。
在乔治亚理工学院(Georgia Tech)的实验室中，已经证明石墨烯的互连性能超过铜。IBM公司也已经展示使用碳纳米管或石墨烯材料，可制造出低功耗、超高速的晶体管。TI最近则展示石墨烯可望在晶圆级制造出来。
英特尔公司针对以碳材料实现更高电迁移率方面进行研究，但其结论则是这些材料的商用时机未到。
“使用纳米碳或石墨烯的碳互连结构具有非常吸引人的特性。”英特尔公司的Bohr指出，“不过，尽管大体积材料具有更低，连接路径的电阻却不低。不过这是一种非常具有前景的材料，因此我希望在今后几年能够见到更多的业界相关研究。”
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