物联网之需:蚂蚁大小的计算机

麦肯锡最近发布了影响未来经济的12项颠覆性技术,其中物联网的影响力位居第三。但是要想让物联网具备真正的影响力,必须让技术实用化,其中先进、低价的传感器、无线及近场通讯设备小型化是关键。

最近,Freescale开发的一款名为 KL02 的芯片朝着实用化迈出了一大步。这种芯片用麻雀虽小,五脏俱全来形容可以说是恰如其分。实际上,它比麻雀小多了,甚至比蚂蚁都要小,面积只有 2 平方毫米。但是上面仅有的一块芯片上却集成了处理器、内存等几乎所有的计算机组件。客户对这种设备的要求是可以无线通讯、方便吞咽和消化,功耗也非常低。这也就意味着设备同时还必须是非常廉价的。

现在,Freescale 已经实现该设备的商业化。目前无线功能是通过将无线芯片的内核植入到芯片中实现的。今年晚些时候该公司还计划集成 Zigbee 和低功耗的蓝牙等无线数据连接,未来还计划让设备更加小型化。

将异构的组件集成到一个芯片上所带来的挑战是相互干扰的电子噪音,比方说,闪存就会对无线芯片造成干扰。由于芯片尺寸太小无法避免问题,因此工程师们在内存周围用利用法拉第笼来屏蔽电磁干扰。可以说,小型化对封装技术关注要高于摩尔定律问题的解决。Freescale 采用的是一种名为重分配的专利封装技术(RCP),该技术曾在对有耐极端高温高压要求的军事系统中有过几年的运用。

不过,单靠 RCP 封装技术并不能解决完小型多功能计算机的制造问题,封装进来的所有组件,包括传感器、计算组件、无线通信、数据存储、电源转换等,也都需要特别关注。尤其是耗电问题是一个巨大的挑战。目前 Freescale 正在研究通过热能、无线波或光线等来收集能量的方式。

这种价格低廉、体积微型、具备无线通信和计算功能的设备最终将发展成无所不在的智能微尘,然后随时随地不断地收集数据,构成万物互联的基础。

标签: 物联网 芯片

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