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回顾2021年科技行业大事件

2022-01-07 10:13:39 Brian Santo 阅读:
2021年是COVID-19疫情持续蔓延并冲击整个产业和人们日常生活的一年,而由上到下纵横元宇宙、云端、芯片架构到半导体的科技领域,在2021年带我们见证了哪些重大的技术成就与突破?

自从我上次撰写年终回顾至今已经好多年了,所以如果在本文接下来提到的一些观察超出了过去1月至12月的这一年,甚至回到了2020年,希望读者们能理解并容许我的恣意挥洒。0wdednc

在写这篇文章时,我本来打算集思广益列出对于技术产业的前五大(top-five)观察。但后来却排不出一个让自己满意的优先级;因此,接下来的顺序几乎只能反映从我的脑袋中最初涌现的主题。而且,‘top-five’显然还不够,真正动笔后又想到了几个,然后跟太太提起这次的主题时,她又想出了更多。所以…0wdednc

COVID-19的持续供需效应

2020年是我们所有人“就地避难”(sheltered in place)以及存钱的一年,我们将采购限制在亲自准备(以及外送)的食物、卫生纸储备以及家庭办公设备等。2021年则是谨慎地开始重新融入世界的一年……并以丰富的物资消费来弥补前一年的俭约生活。例如,任何尝试购买年终假期礼物(给自己和/或他人)的人们一定都很清楚在这种一波反弹后的结果。0wdednc

一方面,人们对于越来越多的半导体产品需求不断增加;另一方面,复杂全球供应链——从半导体晶圆厂一直到零售商货架上的成品系统,正受到人力短缺和其他限制因素的破坏,再加上全球持续封城与隔离等限制措施以防堵COVID-19疫情扩散。例如,在我撰写本文时,德国正认真考虑效仿奥地利恢复全面封锁,而位居半导体供应链关键地位的各个亚洲国家也在努力对抗感染扩散以及病床“告急”的窘境。考虑到大量的新市场需求,特别是来自加密货币“矿工”(例如显卡)的需求,可以说成为产品规划师是目前最被看好的职缺。0wdednc

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微影技术微缩暂缓?

从历史上看,如果微影技术(lithography)在过去一年多保持稳定进展,至少在某定程度上必须加强半导体晶圆制造供应链,因为它很可能在每片晶圆中挤进更多的晶体管数量(因此这些由晶体管建构的芯片,也在某种程度上抵消了不断增加的芯片设计复杂度)。但是,尽管台积电(TSMC)的5奈米制程——尤其是目前获苹果(Apple)和华为(Huawei)使用的制程——是一项令人印象深刻的成就,并且也已经稳定量产一年多了,而其后继的4nm技术目前仍只是“即将推出”。因此,Apple最新SoC的芯片尺寸非常大。三星(Samsung)相当于5nm的制程最近才导入量产阶段。英特尔(Intel)则是到了现在才实质地过渡至其最新一代Alder Lake CPU的10nm制程(但Intel声称相当于台积电的7nm)。0wdednc

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政府(和客户)认真看待半导体投资

如果你无法在指定时间从特定晶圆厂中挤出更多的晶体管(以及其聚合组装成的芯片),而仍然需要提高堆积的半导体产能,唯一的选择就是打造更多的晶圆厂…以及组装设备…然后进行测试…以及仓储…和…等等。在科技产业工作逾35年、当记者报导产业近25年来,我观察到无数的产业兴盛与萧条周期,尤其是DRAM、闪存(Flash)以及其他商品等。因此,我了解半导体制造商和代工厂对于花费数十亿美元投资于土地、在土地上建厂及其装机设备等投资却步,其结果是不可避免地在一年或几年内出现供过于求的窘境。而他们的客户却在先前的有限周期中一直不断地下订单,因为他们的竞争对手也相应地建造了新的厂房设施。0wdednc

话虽如此,我当然也同情无法满足终端客户需求的系统公司,因为他们无法采购到有史以来价格最低且数量充足的组件(例如显示驱动器IC),即使是在水货市场(前提是水货而非仿冒品)。就在前几天,我读到了有关智能型手机和新车供应蒸发以及随之而来的二手车价格上涨的报导。现在,据报导,特斯拉(Tesla)甚至向客户出货尚未安装USB埠的车子!而这也解释了福特(Ford)最近与GlobalFoundries的合作伙伴关系,同时也说明了美国德州为三星(Samsung)和德州仪器(TI)在当地建造新厂提供的减税优惠;日本政府和台积电(TSMC)也是如此;还有美国政府,现在也在“发声”,打算进行类似的投资(只是迄今尚未采取任何行动)。0wdednc

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芯片架构至关重要

随着能够经济高效地挤进一块芯片上的晶体管数量不断减少,用这些晶体管所能建构的成果变得越来越重要。两年前,我曾经赞扬AMD在扮演其较大竞争对手——英特尔(Intel)的配角多年后,终于凭借革命性的Zen架构扭转了局面。自从我写下这些话以来,种种发生的事情证明了这个预言。目前,据我所知,AMD正在销售其代工合作伙伴可以生产的所有产品,尤其是在其选择的高利润市场,而让英特尔服务于大量但单位利润较低的细分市场。0wdednc

AMD的部份成功归功于该公司的“小芯片”(chiplet)封装创新,这使其能够在统一的封装基板上经济高效地将多个芯片拼接在一起,以实现特定的汇聚核心数、快取数量以及(在某些情况下)嵌入式绘图功能,而不是将所有东西都挤压到一块更大、产量更低的芯片上。但是Zen微架构具备高性能和低功耗的基本组合也受到了业界的赞誉,如今并已进展到第三代架构。0wdednc

英特尔最近则以其Alder Lake加以因应,这是其第12代酷睿(Core)微处理器产品的微架构,这些产品本身在架构上具有创新性。它们象征着第一个在同一个芯片上混合高速和高效CPU核心的大容量(尽管不是第一个完全的) x86,提供了功率与性能的潜力,但也需要合作伙伴微软(Microsoft)投入大量的开发工作才能释放于软件中。尽管如此,尽管Alder Lake使英特尔至少暂时在游戏等所有重要的细分市场重新夺回了原始性能的桂冠,但在此过程中,它消耗的功率明显高于AMD。当然,在PC以外的细分市场中还存在许多其他架构性能更高或较低的例子。0wdednc

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硬件仿真+原生进化=CPU独立性

正如过去一年多我在一篇关于Apple的报导中详细描述的,该公司从Intel x86 CPU迁移到自家基于Arm的SoC计划不仅仅包括硬件;软件方面同样或甚至更重要。Apple对此采用多管齐下的方法,但讽刺的是,它呼应了之前曾经从PowerPC成功过渡至Intel x86 CPU所执行的计划:0wdednc

在其操作系统中内建名为Rosetta (在本例中为v2)的模拟层,可继续使用x86编译的应用程序,但其性能和能效低于本机替代方案0wdednc

来自其自家内部开发团队的“通用”应用实时可用,并可执行于x86和Arm本地(但一如既往地,通用支持将无可避免地被淘汰,最终仅支持Arm的程序代码)0wdednc

发展支持以及鼓励其第三方应用的合作伙伴追随其脚步。0wdednc

我以一位外部观察者的立场来看,Apple的转移策略至今非常成功。虽然我本身就是主要的Mac用户,但还没有购买到基于Arm的Apple系统。然而,我的确有一个Windows的同类系统,证实了该Apple策略的广泛有效性。正如我上个月提到的,我今年稍早买了基于Arm的Microsoft Surface Pro X,现在还正用它来写作编辑。其硬件潜力十分强大,但如同往常一样,任何软件缺陷都会限制其整体体验。Windows 10的x86编译程序代码体模拟支持,在很大程度上受限于越来越少见的Win32应用程序。然而,几个月前,我将计算机升级到Windows 11之后,现在已经能够安装并稳定运行几乎所有的64位Windows应用程序。0wdednc

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串流媒体服务扩增,传统消费蒸发

我一直觉得,如果你真的想在一场体育赛事中好好地观察运动员的动作,尤其是比赛场地太大,让你即使从绝佳位置也很难看到全貌(例如长距离赛跑、汽车或自行车赛),那么你最好待在家里看电视比较清楚。基本上,我从来不想跑去看科罗拉多洛矶队(Colorado Rockies)的棒球比赛(或是对Colorado Rockies赢球会特别有信心,但那是另一回事);相反地,我去现场看球赛主要是为了热狗、冰啤酒以及粉丝们的热情气氛。0wdednc

可悲的是,我开始对电影院、音乐会等场馆有了相同的感觉。例如,长期的忠实读者们可能都知道,我一向很喜欢观看和聆听现场音乐表演。但过去一年多以来,我只能观看一些视讯影片,而在此过程中还发现了许多新的艺术家和乐团。2021年,随着红岩露天剧场(Red Rocks Amphitheater)等场馆重新开放,我又重新成为了现场观众,听了几场音乐会,一开始真的很兴奋,但很快地那种感觉就消失了。例如,这是Dead and Company于10月22日演出时,我从Fiddler’s Green Amphitheatre草坪区捕捉到的“视角”:0wdednc

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许多乐团已经注意到在COVID期间培养出更多在线观众了,他们也紧捉住这一商机,提供按次付费(pay-per-view)的直播串流给那些买不到票或不愿前往会场的人。0wdednc

还有,难道是我老了吗?但是众多的人群(包括很多比我更高的观众)、各种刺鼻的食物味道以及现场音乐体验的各种缺点都一一浮现了。电影院也是如此,充斥着嘈杂的声响、“健谈”的邻座聊天声音以及价格高得离谱的爆米花等等。如今,我们也已经在家中配添购了健身设备,几乎没有动力再回到健身房了。毕竟,如果我真的想要“社群”体验,也可以透过Peloton应用程序和“社群”一起上健身课程。顺道一提,我确实感觉到自己有点反社会倾向了;或许那些更外向的人会觉得面对面的价值才更有意思。0wdednc

免费提升音乐内容质量

随着串流传输的娱乐内容日益增加,一个明显的优势是内容的质量也有所提升,这要归功于竞争差异化的压力,而且供货商通常不会将额外的成本加诸在消费者身上。以音乐为例,亚马逊(Amazon)、Apple、Spotify和许多其他供货商基本上都利用来自相同艺术家和标签的完全相同内容,在相同的订阅服务基础上提供细微的变化。为了让自家服务与众不同,Apple在今年稍早将其音乐数据库升级为高解析和(在某些情况下)环绕声,而无需额外费用。Amazon迅速跟进。传统上口袋较深的音乐爱好者都会选择的Tidal,现在甚至提供免费服务。0wdednc

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云端游戏更加可靠

增强“云端”服务器及其上执行的服务,以及连接其与消费者的“管道”,不仅提高了在线互动游戏的可行性,而且从根本上增加了更多的云端游戏,以作为传统游戏机、计算机安装和进行游戏内容的替代方案。不想花钱购买或面对维护和升级先进PC或游戏机的麻烦吗?想在您的智能型手机或其他资源受限的网络端点上执行先进游戏吗?可以考虑Google Stadia云端串流游戏,我曾经在2020年中详细介绍过这项服务。在上述的情况下,Stadia云端串流游戏会是一个吸引人的选择,但当然不是唯一选择,例如还有NVIDIA GeForce Now (讽刺的是,现在几乎是您在GeForce RTX 3080上体验游戏的唯一选择)、Steam Link、微软的Cloud Gaming……甚至Amazon也加入了这一游戏(战场)。0wdednc

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新进业者挑战宽带市场垄断

说到宽带通道,有着美好回忆的一般读者们应该知道我长期以来对Comcast在我家小区的垄断感到不满。这种长久渴望宽带上网市场出现有意义的竞争,不仅发生在我居住的地方,而且也出现在其他地方。其原因可能包括增加公平存取不同内容类型和来源的可能性,即鼓励“网络中立性”(network neutrality)——这也是我最近深入研究Starlink蓬勃发展的卫星因特网服务之主要动机。此外,电信营运商方面也值得讨论,例如离我不远的新兴DISH Networks,他们计划透过5G无线蜂巢式数据链路提供宽带服务。虽然这一领域的每一方可能都渴望能够独占各自的细分市场,但当这些市场重迭时,将会改写整个游戏规则。0wdednc

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无线充电变得更强劲多元

近距离的无线充电非常方便,但跟我一样支持绿色环保主义者可能不愿意承认这一点,因为与有线的充电器连接相比,无线充电技术的效率不彰。在采用Qi及其它无线充电标准的产品出现在市场上的短短几年来,已经在消费者采用和功率输出方面都取得了显著进步(并带动充电器及其组成IC和其他建构模块的单位出货量增加)。以我在2021年拆解的第一代Pixel Stand充电器为例,尽管其10W充电支持仅限于Google自家手机(非“a”Pixel系列),但该指针标志着对于其5W水平充电垫的大幅升级。Apple最新款iPhone可提供15W充电速度,而Google的新Pixel 6系列声称具有高达23W的充电功能。0wdednc

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再生能源补贴政策紧缩

相较于传统煤炭、天然气等,热血的绿色环保主义者期望见到太阳能、风能和其他再生能源的稳步发展,即使面对政府的补贴政策止步。再生能源结合更强大、更具成本效益的电池,以及再生能源的固有可变性(太阳无法持续发光发热,风也不会随时都在吹……)才能更有效率地发挥效用。迄今为止,我对电动车(EV)的热情已逐渐减少了,因为从某种意义上说,EV只是将温室气体的来源从排气管转移到发电厂。因此,让发电厂也变得“绿色”,才能感受到我真正的热情。未来,地球的环境看起来可能会日趋严峻,但我们仍有机会加以改善…0wdednc

以上就是我总结过去一年来的技术亮点。我完全相信您的Top技术列表至少在某些方面可能与我的不同,期待在评论中看到您的提议与评论!0wdednc

编译:Susan Hong0wdednc

(参考原文:A 2021 technology retrospective: Strange days indeedby John Dunn)0wdednc

责编:Demi
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Brian Santo
EETimes美国版主编。Brian Santo已经为多家出版物撰写技术文章达30年,包括Electronic News、EE Times、IEEE Spectrum以及其最近担任CED主编的一些出版物。 他文章涉及的主题包括测试与测量、半导体生产、消费电子、军事电子、有线网络、宽带、无线技术等等。 他在俄勒冈州波特兰的住所外工作,所以请忽略他办公室外嘎嘎叫的鸡。
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