超越摩爾定律ADI構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新的“鐵三角”

曾經(jīng)的關(guān)鍵力量離開地球去尋找他的創(chuàng)造者，群龍無首混沌當(dāng)?shù)?，越來越多的挑?zhàn)敵對力量來到地球，地球陷入毀滅危機……這是《變形金剛5》的劇情前奏，最終大黃蜂與英國爵士及牛津大學(xué)教授聯(lián)手將地球從一場徹底毀滅的浩劫中挽救。

這場科幻電影也像極了人類現(xiàn)實科學(xué)的一些場景。從1965年提出延續(xù)至今的摩爾定律就像那個即將遭遇滅頂之災(zāi)的地球，近年來被業(yè)界廣泛認為即將面臨終極挑戰(zhàn)，例如制程縮小的物理極限，功耗越來越高熱問題，納米級芯片制造生產(chǎn)線的天價造價……一些權(quán)威人士指出，在摩爾定律的影響之下，半導(dǎo)體創(chuàng)新已經(jīng)行將末路。這不禁讓人感慨，經(jīng)歷世紀(jì)之交的工程師們的創(chuàng)新未來，很可能會被物理法則限制。

就像《變形金剛5》一樣，盡管面臨強大的挑戰(zhàn)最終三個關(guān)鍵力量聯(lián)手下拯救了地球。事實上，半導(dǎo)體工程界一直在通過各種技術(shù)創(chuàng)新來延續(xù)摩爾定律的神奇魔力，而更多人的眼光已經(jīng)超越摩爾定律劃定的視野邊界，將創(chuàng)新的思維拓展到更廣闊的領(lǐng)域。全球高性能模擬技術(shù)提供商ADI公司總裁兼首席執(zhí)行官文森特·羅奇（Vincent Roche）在2018國際固態(tài)電路會議（ISSCC 2018）上的演講中就給出了超越摩爾定律的三角組合創(chuàng)新體系——技術(shù)、物理系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)。

拓展技術(shù)創(chuàng)新的維度

讓創(chuàng)新無處不在

文森特·羅奇（Vincent Roche）給出的“超越摩爾定律”思維的三角體系中，其中技術(shù)主題最大的特點就是擴大技術(shù)創(chuàng)新的范圍，對技術(shù)進行分層并以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)結(jié)合其他技術(shù)以獲得創(chuàng)新新成果。例如，采用新材料、添加更多化學(xué)元素或部署新的流程和封裝技術(shù)，以創(chuàng)建新的無源和有源器件及更復(fù)雜和完整的片上系統(tǒng)硬件架構(gòu)。跳出單純依賴傳統(tǒng)技術(shù)驅(qū)動因素來實現(xiàn)創(chuàng)新的固有模式，考慮更多的物理系統(tǒng)的可能和商業(yè)模式的需求，在包括軟件、算法、應(yīng)用以及內(nèi)容等更多領(lǐng)域進行投資。

ADI認為，整個半導(dǎo)體行業(yè)正通過采用“應(yīng)用需求驅(qū)動型”方法來補充和完善傳統(tǒng)的技術(shù)供應(yīng)驅(qū)動型方法，后者側(cè)重于從性能、尺寸、成本和功效比等主要方面來推動改進，而前者則是從需要解決的問題入手逆向操作，更高效且更有效地將創(chuàng)新與應(yīng)用對應(yīng)起來，而這也是ADI一直堅持的創(chuàng)新理念。

事實上， ADI這幾十年一直在這樣做。在超越摩爾定律的進程中，硅芯片以外的新材料、新元素和新封裝技術(shù)的加入，為組合創(chuàng)新提供了更多可能性，尤其是與ASIC結(jié)合進行的組合開發(fā)，開啟了無數(shù)種可能性和優(yōu)勢，最終提高效率。

ADI大膽拓展技術(shù)層面的探索已經(jīng)創(chuàng)造了大量的成功案例，例如用iCoupler磁隔離技術(shù)實現(xiàn)片上變壓器集成，突破性地解決了傳統(tǒng)光耦合的局限性；通過獨特設(shè)計的靜電驅(qū)動的鍍金微加工懸臂梁開關(guān)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)MEMS開關(guān)技術(shù)，在一個非常小的表貼器件中實現(xiàn)了0Hz至數(shù)百GHz的寬帶RF性能，以及比繼電器更高的可靠性；ADI旗下的Power By Linear品牌采用的μModule微型模塊化技術(shù)在過去10多年間不斷得到改進，這些產(chǎn)品的功率密度提高超過10倍，最新模塊電源即將突破100A的功率輸出能力。

“應(yīng)用需求驅(qū)動型”思維下，ADI的技術(shù)創(chuàng)新不再局限于半導(dǎo)體領(lǐng)域，還在其硬件解決方案中引入了物聯(lián)網(wǎng)、云分析等平臺化功能設(shè)計思想，并在應(yīng)用工具、安全和算法以及軟件領(lǐng)域進行投資，持續(xù)構(gòu)建基于硬件的完整集成式技術(shù)堆棧。

關(guān)注物理系統(tǒng)層面創(chuàng)新

將創(chuàng)新角度移到芯片外部

當(dāng)今的科技已經(jīng)對物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的見解都達到了新的水平，這種見解能夠激發(fā)我們對產(chǎn)品開發(fā)的靈感，幫助確定開發(fā)方向。因此，ADI認為超越摩爾定律還需要從物理系統(tǒng)層面創(chuàng)新，將側(cè)重點從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到我們周圍的世界。這也就是為什么ADI除了資助優(yōu)秀的模擬、數(shù)字和軟件工程師外，還資助化學(xué)家、密碼學(xué)家、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)工程師，甚至內(nèi)科醫(yī)生的原因。

當(dāng)今用于創(chuàng)新的方法正在不斷演進，我們已經(jīng)進入云分析和大數(shù)據(jù)的世界，人工智能也在朝神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和大規(guī)模并行處理發(fā)展的路途中，科技創(chuàng)新已經(jīng)走入了一個全新的階段，需要我們擁抱更廣泛的應(yīng)用創(chuàng)新思維和方法。例如，ADI近年來基于在檢測、測量、轉(zhuǎn)換方面的專業(yè)技術(shù)以及對物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的深入研究，幫助新英格蘭番茄種植農(nóng)場主構(gòu)建完整的從傳感器到云端的解決方案，讓他們能夠在整個種植周期內(nèi)做出更好的決策，最終改善番茄的品質(zhì)提高經(jīng)濟效益和環(huán)境成效。同樣在能源領(lǐng)域，許多公用事業(yè)公司的先進計量基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)采用了物聯(lián)網(wǎng)，而采用ADI完整的邊緣到云端、非侵入式監(jiān)測解決方案幫助他們解決了傳統(tǒng)電表的準(zhǔn)確度問題。

眾行者遠

產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)合作加速創(chuàng)新

圣人孔夫子在兩千年前就發(fā)出“三人行必有我?guī)煛钡纳羁桃娊??？萍甲叩浇裉煲呀?jīng)面臨越來越高的創(chuàng)新門檻，甚至超越了單個企業(yè)所能企及的范圍。因此，ADI認為產(chǎn)業(yè)鏈參與者應(yīng)該走出自身的局限，并真正通過生態(tài)系統(tǒng)進行合作創(chuàng)新。

ADI近年來在產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作上不遺余力，與大型機構(gòu)共同搭建技術(shù)平臺，與專業(yè)廠商聯(lián)合推進應(yīng)用技術(shù)的合作開發(fā)。例如，ADI宣布與全球最大的電信運營商之一中國移動通信集團公司旗下全資子公司中移物聯(lián)網(wǎng)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，與諾基亞貝爾為共同拓展物聯(lián)網(wǎng)市場簽署諒解備忘錄，與百度在自動駕駛感知與導(dǎo)航領(lǐng)域達成合作攜手推進Apollo計劃。

對于產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)合作，ADI首席技術(shù)官彼得·里爾（Peter Real）有非常清楚的思考：你要知道何時領(lǐng)導(dǎo)，何時跟隨，何時攜手發(fā)明，何時聯(lián)手合作。很顯然，ADI在生態(tài)合作創(chuàng)新方面很好地遵守了這些準(zhǔn)則。除了上面的戰(zhàn)略合作，還包括與業(yè)界應(yīng)用廠商建立各種聯(lián)合實驗室進行技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新生態(tài)合作，以及協(xié)調(diào)內(nèi)外資源打造的垂直生態(tài)系統(tǒng)，在通信界擁躉眾多的RadioVerse即是該公司近年來集中資源打造的射頻技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)。

超越摩爾定律

創(chuàng)新進入新通道

關(guān)于摩爾定律是否失效的爭論由來已久，盲目地沿著這條道路會在一定程度上禁錮我們的創(chuàng)新能力，現(xiàn)在何嘗不是跳出既定思維框架掙脫摩爾定律束縛的時候呢？

信息爆發(fā)的今天為人類天生具備的探索欲望和冒險精神提供了強大的支援；組合創(chuàng)新的威力已經(jīng)得到了證實，這種創(chuàng)新思維正在影響未來世界前進的速度和方式；真實世界和數(shù)字世界逐漸交互和滲透，數(shù)字化變得越來越普遍；經(jīng)濟和技術(shù)之間不斷協(xié)調(diào)平衡發(fā)展，新技術(shù)會不斷反復(fù)塑造經(jīng)濟形態(tài)，經(jīng)濟形態(tài)反過來又會促進新技術(shù)發(fā)展，如此循環(huán)往復(fù)。在這些因素的共同作用下，創(chuàng)新的復(fù)雜程度將呈指數(shù)級增長，而周期會不斷加快。

ADI用自己的創(chuàng)新實踐驗證了超越摩爾定律行之有效的組合創(chuàng)新思維，在技術(shù)和物理系統(tǒng)以及生態(tài)系統(tǒng)上實現(xiàn)半導(dǎo)體技術(shù)及應(yīng)用的加速創(chuàng)新。摩爾定律的“長途列車”經(jīng)過五十多年的旅行已經(jīng)進站，我們不妨與ADI一起主動登上站臺，踏上組合創(chuàng)新的新旅程。