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近年来消费者对于智能家居产品的接受度不断提高，智能家居行业迎来了快速发展阶段，智能家居也成为物联网行业最具潜力的细分市场之一。但在智能家居腾飞的背后，离不开无线连接技术和低功耗芯片设计技术的成熟。

现在有许多智能家居产品都在采用自发电技术，例如一些无线门铃、无线开关、灯光控制等等。自发电技术的原理是通过按压发电机，将机械能转化为电能，用来驱动电路发射无线信号，从而省去外部电源。但自发电技术所转换成的电能往往很小，只有微J（焦耳）级别，如果用这么小的能量去发射信号，则对射频芯片的低功耗要求很高。一直以来，自发电技术应用并不广泛，一定程度上受制于无线射频芯片的功耗，进而也影响了智能家居行业的发展。

Linptech开关产品

武汉领普科技有限公司是一家依托于华中科技大学的高科技企业，致力于提供基于微能量采集和动能发电技术的智能家居/智能楼宇的产品、基础模块和解决方案，其产品“动能自发电无线开关”，具有完全的自主知识产权，稳定可靠，且易于部署安装，能够为用户带来更为灵动的设计，更为快捷的施工和更为舒适的使用。

作为一家创新型无晶圆厂半导体公司，Atmosic（谋思科技）专注于设计和提供超低功耗无线技术与能量收集解决方案，旨在极大减少和消除设备对电池的依赖性，从而实现永久续航和无电池物联网的发展。除此之外，Atmosic也希望通过其大量减少电池消耗的技术和愿景，降低物联网对全球整体生态环境的影响。基于Atmosic的低功耗蓝牙解决方案，领普科技更好地实现了公司智能家居产品“绿色环保+智能”的目标。

采用Atmosic的ATM2解决方案，功耗降低30%

Atmosic的ATM2系列SoC解决方案符合Bluetooth® 5标准，凭借其超低功耗射频和射频唤醒技术，ATM2系列广泛适用于可穿戴设备、个人资产追踪器、信标、遥控器、定位设备、键盘和鼠标等多种设备，提供集成闪存和无闪存版本供用户选择，以及 5×5 QFN、6×6 DRQFN和7×7 QFN的封装选项。

“使用Atmosic的ATM2系列蓝牙解决方案，在领普科技的自发电产品中，功耗降低了30%；在电池类遥控器中，电池寿命增加了4倍。在实际产品开发中，ATM2的开发周期短、性价比极高，最重要的是其超低功耗的特点非常满足智能家居的需求。”领普科技董事兼市场总监焦韵先生表示。

在此之前，领普科技所采用的是433Mhz的无线解决方案，这是一个比较有局限性的射频方案。而蓝牙是一个标准的通信协议，它有很好的接入和互联性，已经被当下主流的物联网平台所采用的。所以无论是内部的技术发展需求还是外部的环境需要，智能家居的整体趋势就是在向蓝牙这个方向靠拢。

因此，不管从产品定义还是路线规划，蓝牙都将是领普科技未来解决方案的首选，领普科技也会积极推动蓝牙的普及。与此同时，领普科技正在将公司的其它采用433Mhz无线解决方案的产品慢慢迁移，平稳过渡到蓝牙中去。

领普科技董事兼市场总监焦韵先生表示：“我们很荣幸能与Atmosic合作。Atmosic的全球团队在低功耗无线设计方面有独特的视角和专业知识。借助Atmosic团队丰富的经验和深厚的技术积累，我们获得了专业且可靠的支持。Atmosic团队不仅将我们的产品寄到Atmosic美国实验室测试、调试，疫情之下，还多次实地往返提供支持，保证最终产品完全达到了预期效果。”

Atmosic营销及业务拓展副总裁Srinivas Pattamatta表示：“我们很高兴看到蓝牙技术被越来越广泛的应用到智能家居的方方面面。Atmosic的目标是实现无电池的物联网，从而消除阻碍物联网大范围使用的电源问题。 2022年，我们将继续为中国物联网市场带来更多产品和解决方案，以帮助我们的客户在降低成本的同时，减少对环境的影响。”

未来探讨更深入的合作

未来领普科技在智能家居上的布局将不局限在开关产品，也将涉猎传感器、智能照明等多个产品种类。除了机械能的能量收集，领普科技也在考虑光能、动能方面的产品发展。但这些产品都有一个共同之处，那就是对低功耗和能量收集的效率有较高要求。在产品层面，领普科技也在与Atmosic探讨更多的合作。

关于Atmosic Technologies

Atmosic™ Technologies是一家创新型无晶圆厂半导体公司，专注于设计超低功耗无线技术和能量收集解决方案，以显著减少和消除设备对电池的依赖性，从而实现永久续航和无电池物联网的发展。随着物联网在个人、家庭、汽车、医疗、工业、企业和智慧城市中的应用越来越广泛，对于物联网设备生态系统中的设计者和制造商、终端用户和负责部署的人员，Atmosic的产品可大幅降低物联网的运维成本和工作量。除了这些明显的业务优势之外，Atmosic也致力于通过减少电池消耗，降低物联网对全球整体生态环境的影响。

访问Atmosic官网：www.atmosic.com

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关注Atmosic领英号：领英

2022年中国IT支出预计将突破5.5亿美元，相比2021年相比增长7.76%

根据Gartner的最新预测，2022年全球IT支出预计将达到4.4万亿美元，相比2021年增长4%；2022年中国IT支出预计将突破5.5亿美元，相比2021年增长7.76%。

Gartner杰出研究副总裁John-David Lovelock表示：“首席信息官们在今年会异常忙碌。地缘政治影响、通货膨胀、货币波动、供应链问题等诸多情况，将使他们在时间和精力上捉襟见肘。但首席信息官们由于认识到灵活性和敏捷性在应对中断方面的重要性而正在加快IT领域的投资，这与我们在2020年初所观察到的情况完全相反。”

“因此，分析、云计算、无缝客户体验和安全等领域将成为首席信息官的重点采购和投资领域。”

通货膨胀在过去两年对IT硬件（例如移动设备和PC）的影响终于消散并开始蔓延到软件和服务。由于目前IT人才匮乏，技术服务提供商不得不提供更具竞争力的薪资并因此而提高价格，此举将推动2022年和2023年这些领域支出的增长。2022年软件支出预计将增长9.8%，达到6749亿美元；IT服务预计将增长6.8%，达到1.3万亿美元（见表一）。

表一、全球IT支出预测（单位：百万美元）

数值经过汇率换算及四舍五入，相加后可能与总数不等。

来源：Gartner（2022年4月）

企业应用软件、基础设施软件和管理服务的近期和长期增长表明，数字化转型不会是一项只持续一年或两年的趋势，而会成为一项长期、系统性的趋势。例如基础设施即服务（IaaS）支撑着所有以消费者为中心的主要在线产品和移动应用，因此2022年软件支出领域近10%的增长几乎全部来自于基础设施即服务。

Gartner预测体验式终端消费模式和供应链优化等数字业务举措，将推动2023年企业应用和基础设施软件领域的支出实现两位数增长。

2022年中国IT支出预计将超过5.5亿美元，与2021年相比增长7.76%。数据中心系统、IT服务和软体软件将实现两位数增长（见表二）。

表二、中国IT支出预测（单位：百万美元）

数值经过汇率换算及四舍五入，相加后可能与总数不等。

来源：Gartner（2022年4月）

俄罗斯和乌克兰局势预计不会对全球IT支出产生直接影响。物价和工资上涨连同人才短缺和其他影响交货的不确定因素，预计将对首席信息官们的2022年计划产生巨大的影响，但仍不会放缓技术投资。

Lovelock表示： “首席信息官们将在今年和明年获得投资于关键技术所需的资金和组织能力。一部分IT支出因奥密克戎变体和之后爆发的多轮疫情而在2022年初被搁置，但预计会在短期内恢复。”

“首席信息官们如要在长期有更好的表现，就必须密切关注关键的市场信号，例如从模拟业务向数字业务的转变、从购买IT到构建IT的转变等，并且与他们的合作厂商协商如何承担持续的风险。就这一点而言，只有最脆弱的企业才会在2022年及以后被迫转向削减成本的方法。”

Gartner的IT支出预测方法十分依赖于数千家厂商对整个IT产品和服务范围的严谨销售分析。Gartner结合一手调研技术，加以二手调研资料的补充，建立了一个完整的市场级规模数据库并以该数据库作为预测的基础。

关于Gartner

Gartner（纽约证券交易所代码：IT）为高管及其团队提供可执行的客观性洞察。 我们的专业指导和各类工具可以帮助企业机构在最关键的优先事项上实现更快、更明智的决策以及更出色的业绩。 欲了解更多信息，请访问http://www.gartner.com/cn。

GROMACS凭借英特尔oneAPI开放的编程和多架构工具进行加速，并在基于英特尔X^e架构的GPU上运行，展现卓越性能。

英特尔致力于培育一个开放的生态系统，包括为许多开源项目做出技术贡献，这些项目都对现实世界产生了直接影响。GROMACS就是其中的一个例子，它是一个分子动力学软件包，用于模拟设计新药物的蛋白质、脂质和核酸。最近发布的GROMACS 2022使用SYCL和oneAPI进行开发，在多种架构上运行展现出卓越的性能，包括基于英特尔X^e架构的GPU。

英特尔并行软件工程师Roland Schulz表示：“GROMACS是世界上使用最广泛的开源分子动力学应用之一。原因很简单，借助该应用进行的模拟，能帮助我们更好地了解小到体内的蛋白质，大到宇宙星系的分子动态。值得注意的是，我们与GROMACS的合作，即使用oneAPI进行开发和优化，让英特尔参与到药物研发的重大进展中，并扩展了GROMACS跨多个计算架构的开放式开发。这一切都是在与我们非常珍视的开源社区合作时实现的。”

GROMACS的分子动力学模拟由oneAPI提供技术支持，与国际分布式计算项目Folding@home等项目一起，为确定针对乳腺癌、新型冠状肺炎、2型糖尿病等疾病关键药物的解决方案做出了贡献。在现代药物研发中，分子动力学模拟得到了广泛而成功地应用。这些模拟为研究人员提供了所需的生物大分子结构信息，以了解结构与功能关系，用于指导药物研发和设计过程。像GROMACS这样的计算工具，在药物研发方面的应用，有助于研究人员更有效地设计和评估新药的同时，节省资源。

斯德哥尔摩大学和瑞典皇家理工学院的GROMACS研发团队在生物物理学教授Erik Lindahl的带领下，引领着GROMACS分子动力学工具包的开发，这是世界上使用最广泛的高性能计算应用之一。分子动力学以计算为中心，并且频繁迭代，这让它成为最耗时的高性能计算应用之一。数十亿次的计算会涉及数百万行的代码。

oneAPI作为一种开放、统一的编程模型，用于CPU和加速器，并支持多个厂商的计算机架构，这帮助Lindahl教授和他的团队扩展了GROMACS对异构硬件的支持。这得益于使用跨架构、跨厂商的开放标准从而提高了生产力。基于这些标准，oneAPI编程简化了软件的开发流程，无需特定的编程语言或供应商，就能提供加速计算的性能，同时允许集成现有代码，包括OpenMP。

作为oneAPI优化工作的一部分，Lindahl的团队通过使用英特尔® DPC++兼容性工具（英特尔® oneAPI基础工具包的一部分），将GROMACS中只能在Nvidia硬件上运行的CUDA代码，迁移到SYCL，该工具通常能自动执行90至95%的代码迁移工作^1,2。这允许其团队创建一个新的、独立可迁移的跨架构代码库。这极大简化了开发工作，并为多架构环境的部署提供灵活性。

Lindahl表示：“凭借GROMACS 2022对SYCL和oneAPI的全面支持，我们扩展了GROMACS，使其可以在新型硬件上运行。通过英特尔® DevCloud，我们已经在当前基于英特尔X^e架构的GPU，以及即将推出基于英特尔X^e架构的GPU开发平台Ponte Vecchio上，运行了生产模拟。这一阶段取得的性能结果令人印象深刻，证明了英特尔软硬件协同合作的力量。总而言之，这些优化实现了硬件的多样性，提供了高端性能，并推动了竞争和创新，让我们能更快地开展科学研究，并降低下游产业的成本。”

通过使用英特尔oneAPI跨架构工具进行优化，例如oneAPI DPC++/C++编译器、oneAPI库以及高性能计算分析和集群工具，GROMACS实现了加速计算，oneAPI工具可在英特尔® DevCloud中获取。英特尔® DevCloud是一个免费环境，可以在各种英特尔架构如CPU, GPU, FPGA上，开发和测试代码。

关于GROMACS：GROMACS是一个通用的软件包，用于对具有数百万个粒子的系统，进行基于牛顿运动方程式的分子动力学模拟。GROMACS主要用于生物化学分子，如蛋白质、脂质和核酸等，这些分子具有多种复杂的键合相互作用。由于GROMACS在计算典型的模拟应用，如计算非键合相互作用方面具有非常快的速度，因此许多科研人员将其用于非生物系统的研究，例如聚合物。

关于oneAPI：oneAPI提供一个开放、统一的跨架构编程模型，旨在简化跨多架构的开发（如CPU、GPU、FPGA和其它加速器）。oneAPI让开发者在一个开放、基于标准的编程环境中，打破基于单个厂商的封闭式编程模型的限制，为加速计算提供出色性能，并且允许代码持续迭代。

关于英特尔与Folding@home的合作：GROMACS是Folding@home分布式计算项目的基石，旨在通过模拟蛋白质的动力学，帮助科学家为各种疾病开发新的诊疗方法。进行这些具有挑战性的分子动力学模拟，需要一种称为强扩展的流程，在药物研发过程中成功地模拟原子。英特尔能通过先进的软件技术工具和代码优化支持GROMACS，进而支持Folding@home，帮助提供高效、高性能的异构编程。通过提供必要的计算能力，这最终将助力开发者和科学家完成强大的缩放。虽然该项目尚未采用GROMACS 2022，但已开始计划转换代码，为即将推出的英特尔X^e架构GPU做好跨架构的准备。

更多资料请访问：使用oneAPI推进GROMACS | 通过GROMACS理解我们的世界 | 跨异构架构迁移GROMACS | 赋能开发者，英特尔发布oneAPI 2022工具包 | 英特尔oneAPI工具包 | 解码英特尔的软件优势

注意事项与免责声明：

¹ 该团队把GROMACS的Nvidia CUDA代码迁移到Data Parallel C++ (DPC++)，后者是oneAPI的一个SYCL实施，旨在创建新的跨架构代码。

² 英特尔预估，截至2021年9月。基于对一套70个HPC基准测试和样本的测量，例如Rodinia、SHOC、PENNANT等。测试结果可能有所差异。

性能因使用、配置和其它因素而异。如需了解更多信息，请前往www.intel.com/PerformanceIndex。测试结果可能有差异。

性能结果基于配置中显示的日期进行测试，且可能并未反映所有公开可用的安全更新。

没有任何产品或组件是绝对安全的。

实际成本与测试结果可能有所差异。

英特尔技术可能需要支持的硬件、软件或服务激活

英特尔不控制或审计第三方公司的数据。您应该咨询其他来源以评估其准确性。

关于英特尔

英特尔（NASDAQ: INTC）作为行业引领者，创造改变世界的科技，推动全球进步并让生活丰富多彩。在摩尔定律的启迪下，我们不断致力于推进半导体设计与制造，帮助我们的客户应对最重大的挑战。通过将智能融入云、网络、边缘和各种计算设备，我们释放数据潜能，助力商业和社会变得更美好。如需了解英特尔创新的更多信息，请访问英特尔中国新闻中心newsroom.intel.cn以及官方网站intel.cn。

每隔几个月就会有更新换代的电子产品问世。它们通常更小、更智能，不仅拥有更快的运行速度与更多带宽，还更加节能，这一切都要归功于新一代先进的芯片和处理器。

跨入数字化时代，我们如同相信太阳明天一定会升起那样，确信新设备会不断地推陈出新。而在幕后，则是工程师们积极研究半导体技术路线图，以确保新设备所需的下一代芯片能够就绪。

很长一段时间以来，芯片的进步都是通过缩小晶体管的尺寸来实现的，这样就可以在一片晶圆上制造更多晶体管，从而使晶体管的数量在每12-24个月翻一番——这就是众所周知的“摩尔定律”。多年来，为了跟上时代的步伐，整个行业进行了诸多重大的创新，包括铜/低k互连、新型晶体管材料、多重图形化方案和三维(3D)架构。

开发3D结构的转变带来了新的挑战，随着深宽比的增加，挑战也在加剧。你可能已经想到，3D架构需要从器件设计上做根本性改变，需要新的材料、新的沉积和刻蚀方法来实现。在本文中，我们将带大家一起回顾半导体行业在实现3D架构过程中的重要里程碑。

准备阶段：平面工艺

创建集成电路最初是一个二维的问题：取一块平坦的硅片，在表面放置各种结构，用导线将它们连接起来。这是通过沉积一层层的材料，利用光刻技术对其进行图形化处理，并在暴露的区域刻蚀出必要的特征来完成的。这曾是电子工业的一个巨大突破。

随着技术需求的不断发展，需要在更紧凑的空间中构建更多的电路，以支持更小的结构。过去相对直接的过程变得越来越复杂。

随着创建2D结构的成本不断增加，以及在二维平面上进行微缩的可行方法逐渐枯竭，3D结构变得越来越有吸引力。半导体行业早在十多年前就开始开发早期的选择性刻蚀应用以支持3D技术，并不断扩展，从封装到非易失性存储器甚至晶体管本身。

晶体管走向3D

许多电子系统的主力都是晶体管。在过去，晶体管一直是扁平结构，其特性由晶体管通道的宽度和长度决定。晶体管性能由放置在通道上的栅极控制，不过这只能提供有限的控制，因为通道的另一边和底部不受控制。

从平面转向3D的第一步是为通道设计一个鳍，它可以由三面的栅极控制。不过，为了实现最优控制，需要接触到晶体管的所有四面，因而推动了全包围栅极(GAA)晶体管的发展。在GAA结构中，多根导线或多个薄片相互堆栈在一起，栅极材料完全包围着通道。

闪存提升

向3D的转变早在10年前就被应用于NAND闪存，当时内存位的水平字符串是向上堆栈的。

垂直结构由交替的薄层材料和尽可能多的工艺层堆栈而成。在构建这样的结构时，至少在两方面需要特别小心：第一，每一层都必须厚度均匀，并且非常平整，使每层中的位都与其他位具有相同的尺寸；第二，各层必须相互连接——这需要先建构一层堆栈并通过刻蚀在堆栈中进行钻孔，然后用适当的连接材料来填充这些孔，从而完成这样的结构。这其中，无论是刻蚀还是沉积工艺都极具挑战性，需要精确的执行。

这些挑战限制了堆栈的层数，因此需要采用新的方法来增加层数。

展望未来：3D DRAM

动态随机存取存储器(DRAM) 的物理机制与3D NAND完全不同，所用的方法也做了彻底的改变。

DRAM需要高容量的电容器，这对于在2D阵列中进行精确构建是一个挑战。垂直堆栈的难度更大，还需要更多研发以找到经济的方法来将电介质和活性硅堆栈在一起。光刻可能需要同时影响多层——目前还没有可量产的工艺。

3D封装越来越受欢迎

芯片经过封装后被放置在印制电路板(PCB)上。在过去，封装只是为了保护脆弱的硅芯片，并将其连接到电路板上。如今，封装通常包含多个芯片，随着缩小芯片占用空间的需求提升，封装也开始转向3D。

3D封装要求芯片被堆栈起来，这涉及到芯片之间的密集连接——这种连接可以提高信号速度，因为它们短得多，又可以同时传输更多信号。然而，在两个以上芯片的堆栈中，其中一些信号还需要通过传导通道连接到堆栈更高的芯片，这些通道被称为“硅通孔”(TSVs)。

3D芯片堆栈重要的终端市场应用一直在内存领域——高带宽内存 (HBM) 是最为常见的。内存芯片还可以被堆栈到CPU或其他逻辑芯片上，以加快从内存中获取数据的速度。

如今，3D是微缩的必要条件

在解决半导体制造中的所有微缩限制时，考虑3D已成为标准做法。虽然3D可能不是解决所有问题的选择，但它在上述应用中特别有用。

每一个新的应用都伴随着如何构建的难题，这需要创新的思维和硅工艺领域的持续发展，半导体制造设备就是芯片行业不断实现3D结构的主要推动者。