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“乐高式”芯片即将到来?比“芯片堆叠”更厉害?

乐高是当下很流行的益智类积木玩具,通过玩家的想象力进行拼插以创作出变化无穷的造型。如果将这种拼插拆卸的方式放在芯片上会怎么样呢?

此前不久,麻省理工学院的工程师们就研发了一种新型芯片,该芯片最大的特点就是可以像乐高一样可以整合拆卸。APzesmc

这项研究项目由麻省理工学院博士后Jihoon Kang领衔,研究成果已经发表在《Nature Electronics》上。APzesmc

研究人员称,这种芯片设计包含两层,一层是交替式的传感层,另一层是用于芯片进行光学通信的发光二极管层。其中最重要的一点就是,新设计是使用光而不是物理线来传输信息。在传统的芯片设计中将传感器的信号传递给处理器是通过物理线路,而该团队则将图像传感器与人工突触(人工突触是一种晶体管,能通过开启和关闭模拟生物突触传送信号。)阵列配对,在每个传感器和人工突触阵列之间制造一个光学系统,以实现各层之间的通信,而无需物理连接。APzesmc

因此,可根据需要添加任意数量的计算层和光、压力甚至气味传感器。所有芯片间可以像乐高积木一样进行自由配置、交换、堆叠,添加,根据层的组合使芯片具有无限的可扩展性。比如,加上一个新的传感器或升级的CPU以提升性能。APzesmc

这一设计展示了可堆叠性、可替换性以及将新功能插入芯片的能力。研究人员设想制作一个通用的芯片平台,每一层都可单独出售;或制作不同类型的神经网络,比如图像或语音识别,让客户选择他们想要的,然后像乐高积木一样添加到自己现有的芯片中。APzesmc

乐高式芯片使得未来智能手机升级芯片就如同换手机卡一样方便。如此一来,通过给手机植入搭载有最新传感器和处理器的芯片,就可以帮助手机升级到最新版本,无需再购买新的手机,从而减少电子垃圾。APzesmc

该“乐高式”芯片设计研究一经发布就获得了业内人士的关注。很多人也想到了曾经的谷歌模块化手机项目Project Ara。2014年4月15日,谷歌召开了模块化手机Project Ara的研发者大会。Project Ara是谷歌先进科技与计划部门的一项专案,目的是希望透过开源硬件开发一款可高度模组化的智慧手机,该手机能够允许消费者自由选择与替换甚至移除任何的零组件,包括处理器、屏幕、键盘、电池等,这使得消费者可以轻松替换掉手机上出现故障的或过时的零部件,从而延长手机的生命周期。APzesmc

不过Project Ara项目的模块化手机也有一些缺点,比如机身可能会更大更重;零部件之间的连接形式可能存在隐患,不牢固;若使用不同厂商生产的各种模块很难保证手机的优化效果。总之,Project Ara项目最后被砍,谷歌也没有透露具体原因。APzesmc

“乐高式”芯片相比Project Ara模块化手机则是将关注点聚焦到更小的芯片上了。APzesmc

在当下,芯片成为全球科技行业关注的焦点。一方面,在全球“缺芯”的大背景下,芯片的价值更加得以体现。英特尔CEO基辛格曾表示,“在过去的五十年里,石油储量决定了地缘政治关系。而在数字化的未来,芯片晶圆厂(Fab)被建在哪里会变得更重要。”另一方面,越来越多的行业人士开始担心摩尔定律将走向终结,突破摩尔定律或给摩尔定律续命成为很多技术尖端人才关注的问题。APzesmc

此前,《全球TMT》也介绍过“芯片堆叠”技术,而“乐高式”芯片相比它可以更自由地整合。虽然“乐高式”芯片目前还只停留在研究论文中,但也是后摩尔时代芯片行业技术发展的一种新尝试。APzesmc

另外,手机出货量在2022年出现了明显的下滑趋势。分析机构Canalys公布的数据显示,今年二季度全球智能手机出货量因经济不景气同比下降9%,跌破3亿台。如果“乐高式”芯片真的可以成型甚至商用,对于消费者来说,手机的使用周期会更长,生产商也需要思考新的“商品价值”,手机乃至平板电脑、PC等消费电子行业也必然会迎来全新的行业改革。APzesmc

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