半導體產業未來的八大關鍵趨勢
鑒于過去數十年科技變革的速度,讓趨勢預測看似一項充滿變數的挑戰。 然而,我們認為擁有前瞻視野仍然至關重要。 因此,以下是我們對未來一年乃至更長時間內,可能持續影響并重塑產業發展的關鍵趨勢預測。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/202503/468468.htm【趨勢1】讓機器「思考」得更精確
近年來,機器學習、深度學習與人工智能(AI)技術快速發展。 過去的重點多集中在訓練 AI 服務所依賴的模型,如今發展方向正從訓練轉向推理。
推論更類似于思考與推理,指的是將已訓練的模型應用于數據,以導出預測與結論。 相較于專注于「學習」的技術,適用于「思考」的芯片將逐漸成為主流,進而提升 AI 推論的準確性。 此外,神經處理器(NPU)將比GPU更受重視,特別是在貼近數據來源的應用中。
光子集成電路(PIC)的技術發展將提升數據傳輸的速度與容量,進而推動超高速人工神經網絡與類神經運算的發展。 針對計算機視覺應用,卷積神經網絡(CNN)將大幅提升機器對影像與視覺信息的解析與理解能力。
【趨勢2】AI 持續朝向邊緣發展
AI 芯片技術的持續創新,特別是神經處理器(NPU)的發展,將進一步提升連網裝置與傳感器的智能化能力,推動邊緣 AI 的應用,使 AI 功能能夠直接內建于網絡邊緣的裝置中。
將智能分析能力整合至裝置與傳感器內,能使 AI 更貼近數據來源,降低延遲,同時提升數據安全性與隱私保護。 此外,在邊緣進行AI運算可減少設備向數據中心傳輸的數據量,降低服務器的運算負擔。 使用TinyML等輕量AI模型的NPU也比數據中心內的GPU更具能源效率。
當我們考量連網裝置與傳感器的數量與類型時,不難看出邊緣 AI 在各個產業與消費市場的廣大應用潛力。 這一領域的創新將加速發展,使各種設備具備更強的智能化能力。
【趨勢3】硅技術的新方向
如何以更高效的方式提升半導體效能將成為優先課題。 碳化硅(SiC)就是一個典型例子,其在功率電子領域的表現與優勢已廣為人知,并在車用、能源與工業應用領域展現出巨大潛力。
然而,SiC 半導體的制造過程充滿挑戰。 未來的技術創新將透過制程的垂直整合—從設計到測試更緊密協作—來提升良率與產品品質。
硅光子技術也逐漸成為因應當前與未來運算挑戰的理想解決方案。 透過光子(而非電子)來傳輸信息,硅光子技術能提升數據傳輸效率,并大幅降低延遲,相較于傳統電子半導體更具優勢。 因此,它特別適用于 AI 數據中心內部的高速連接,但其應用潛力遠不止于此。
【趨勢4】傳統芯片技術推動量子運算發展
量子運算的概念已被討論多年,過去或許更像是科幻情節,而非實際可行的技術應用。 然而,量子運算所帶來的運算能力提升幅度極大,顯示出需要全新的運算技術架構。 但事實上,只需進行相對較小的調整,現有的半導體制造技術便能應用于量子計算機,這將帶來變革性的影響。
采用成熟的FD-SOI半導體制程技術,將加速量子運算邁向實際應用。 盡管量子運算并非適用于所有運算任務,但我們將看到各個產業領域積極探索其潛在應用,從金融服務、制藥研發到資安防護與氣候模型仿真等,都可能成為量子技術發揮影響力的關鍵場域。
【趨勢5】生物傳感技術從運動愛好者拓展至日常健康管理
數以百萬計的運動愛好者已經通過穿戴式裝置監測生理指標,以追蹤運動狀態并提升體能。
隨著生物傳感器的進步—涵蓋更多類型的生理指標、更小型化的設計、更低成本以及更高的能源效率——這些技術將被整合至更多元的裝置與材料中。 當監測內容、信息共享對象及時機能夠適當控管時,人們將更愿意接受持續性的健康指標監測。
生物傳感器的應用將不再局限于個人或專業運動領域,而將進一步拓展至更廣泛的醫療服務。 結合邊緣 AI,醫療建議與診斷將能在需要時實時提供,且許多情況下無需親自前往診所或醫院。 主動健康管理—著重預防而非治療—將變得前所未有的可行,并有望大幅減輕全球醫療體系的負擔。
【趨勢6】電動車重回正軌,比以往更智能更安全
盡管在部分市場,電動車(EV)的銷售有所下滑,且整體銷售成長率低于預期,但從全球來看,電動車的銷量仍持續增加。
撇開銷售數據不談,電動車技術的創新仍在加速發展。 半導體、傳感器與軟件在提升車輛體驗與行車安全的影響將持續擴大,這已是不爭的事實。
消費者對電動車的采用將受到更高效的電池與電源管理技術的推動,同時,各國與各地區的充電基礎建設也將變得更加普及且高效。 隨著越來越多消費者積極投入再生能源轉型,電動車將成為最容易實踐且影響深遠的選擇之一。
【趨勢7】萬物皆可數字雙生
數字雙生技術能為機械、建筑乃至整座城市建立數字模型,通過虛擬建模來測試預定的改良方案,并加速實體環境的優化進程。
要打造數字雙生,關鍵在于精確的實體數據流,通常由物聯網(IoT)與支持邊緣 AI 的傳感器提供。
感測技術的創新將使幾乎所有實體對象都能夠擁有數字雙生,通過數據分析獲得的關鍵信息,推動設計、監測與流程優化。 從溫度、壓力到空氣質量與聲音,各類傳感器都將發揮重要作用。
我們將能為自己的住家建立數字雙生,運用其來優化能源使用,并作為提升智能家居自動化的基礎。 交通系統、醫院、機場、工廠、運動場館等,各種設施都將擁有數字雙生。
【趨勢8】無限延伸,超越極限
我們正處于前所未有的太空衛星部署時代。 目前地球軌道上約有9,000顆衛星,但預計在本世紀末將增至60,000顆。
這股成長趨勢主要來自低地球軌道(LEO)「巨型衛星星座」的發展,這些衛星群正在打造全球性的低延遲、高效能通訊網絡。
放眼地球軌道之外,許多國家正積極推動太空探索計劃。 在未來幾年內,人類極有可能再次踏上月球。 其中一項重要目標是尋找并分析珍稀礦物,這些資源或將開啟新一輪科技創新時代。
從近年的發展來看,未來一年乃至更長時間內,科技領域將迎來令人驚艷的突破,技術演進的速度也將持續加快。 文中提及的趨勢有些可能成真,有些或許仍是樂觀預測,但可以確定的是,還有許多尚未浮現的創新即將到來。
評論