2020新科技趋势，听专家怎么说

2020-01-16 09:09:59　来源：光明日报

　模块化降低芯片设计门槛

　　 ◎清华大学长聘教授尹首一：

　　当前集成电路技术和产业正处在关键变革窗口期：一方面，摩尔定律经过五十余年高速发展后不可避免地遭遇物理极限，制造工艺迭代愈发缓慢；另一方面，云计算、物联网和人工智能催生出大量碎片化、定制化应用需求。传统集成电路设计产业模式以追求“量大面广”为目标，未来“小步试错、快速迭代”将成为重要趋势。

　　开源IP核、Chisel语言以及芯粒（Chiplet）技术在不同层次上成为实现芯片敏捷开发的使能技术。开源IP核降低了芯片设计的进入门槛，Chisel语言提高了硬件抽象层次，而芯粒则为系统级芯片设计提供了崭新途径。尤其是未来随着异质集成、三维集成等技术的成熟，摩尔定律将在全新维度上得以延续。

　　 ◎中科院计算所研究员包云岗：

　　纵观处理器设计方法发展历程，正是一个将处理器芯片设计不断模块化、解耦化的过程。每一次设计方法的变革都大幅提升设计效率，不仅降低芯片设计门槛，同时也孕育出新的世界领军企业。例如，1980年的无晶圆厂（Fabless）模式是将设计与制造解耦，降低了设计门槛，从而孕育出nVidia、Xilinx等企业；“IP核+SoC集成”模式是对芯片设计阶段的进一步解耦，孕育出ARM、高通等一批世界级企业。

　　如今开源芯片、敏捷设计、Chiplet等一系列新的芯片设计方法与模式开始快速发展并相互融合形成化学反应，有望在未来进一步对芯片设计进行解耦，提高芯片模块的复用度，从而缩短芯片设计周期、降低芯片设计成本。未来当芯片设计的门槛实现数量级地降低，将有可能颠覆IT技术开发模式——当软件工程师通过几个月开发出新的软件功能，芯片设计工程师很快便能实现出相应的加速芯片，从而形成更高效的软硬件协同的解决方案。芯片设计门槛的降低，也将有助于人才的培养，有助于释放芯片产业的创新活跃度，吸引更多资本投入，从而繁荣整个产业。

　　 ◎复旦大学微电子学院教授韩军：

　　周期长、效率低且不易迭代维护确实是传统芯片设计模式的痛点，敏捷设计方法和开源芯片技术将持续推动芯片的设计方法学和相应产业生态环境的变革。

　　通过采用高度模块化和高度抽象性的硬件建构语言（例如伯克利开发的Chisel或斯坦福开发的Spatial），能够快速完成芯片原型的搭建，从而面对市场不断变化的需求实现性能的尽快评估和设计的迭代优化。

　　另一方面，RISC-V开源指令架构在全球的迅速推广已经催生了开源芯片的生态系统。各类SoC芯片在RISC-V的赋能下可以快速开发出来，从而迅速满足多样化的应用需求。今后应该进一步加强开源芯片社区的基础设施建设，产学研各界提供更多的技术赋能，使上下游企业都能受益于新的芯片设计模式。同时努力实现产教融合，利用新模式开放度高、实践性强的优势大力培养芯片设计的优秀人才。

　规模化生产级区块链应用走入大众

　　 ◎中国人民大学大数据区块链与监管科技实验室主任教授杨东：

　　2019年，区块链产业的发展打开了巨大的想象空间。区块链应当用来解决实际问题，服务实体经济，产生社会价值。当前，区块链技术应用已延伸到数字金融、数字政府、智能制造、可信司法、供应链管理、社会民生建设等多个领域。在所有技术中，区块链比起人工智能、大数据等其他技术，它的关键优势在于能够改造和提升旧的生产关系，成为数字经济下的“基础设施”。

　　对区块链技术的重视，不仅是对其本身技术特征的推崇，更是应当把握技术革新带来的制度变革契机，进一步关注区块链金融创新与国家治理的有机融合。

　　◎复旦大学经济学院教授李洁明：

　　数字经济活动发展加速，需要各行业配合更为高效和透明。实时、可信、极低沟通成本的区块链技术恰好满足了数字经济企业的上述现实需求。“云+区块链”技术的发展也降低了传统企业向区块链转型的门槛。区块链规模化应用并走入大众确实可期。

新材料推动半导体器件革新

　　 ◎中科院物理所特聘研究员沈洁：

　　2020年，我预计新材料将推动半导体器件革新：

　　20世纪90年代科学家在实验上成功做出首个量子比特，人们发现之前玄而又玄的量子比特居然能实现，这引起学术圈极大震动。借助于微纳米器件合成工艺的进步，科学家们发现人工操控电子已经在技术层面上具备了可行性。

　　2019年，谷歌43个量子比特的实现，从某种意义上来说，构架起一个从实验室走向工业化的桥梁，给了我们一个将实验室基础科研成果和工业集成化体系进行高效率结合的范本。

　　拓扑材料是过去十年凝聚态领域里的一颗璀璨明珠，它使得凝聚态这门比较古老的学科焕发出了新生，得以在21世纪各种新概念和新科技的夹攻下继续昂首挺进。它也引导了一种理论指导实验的研究方式。将它与量子计算结合，是1+1>2。拓扑量子计算，有望成为2020年后十年的潜力科技。

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编辑：迟语洋

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