Công nghệ mới nào sẽ dẫn dắt thị trường trong năm 2020?

Keysight Technologies - hãng chuyên về đo lường điện tử vừa công bố nghiên cứu với những dự báo quan trọng và chi tiết của ngành công nghiệp công nghệ và điện tử toàn cầu trong năm 2020.

Năm 2020, nhiều ứng dụng tiên tiến liên quan tới 5G sẽ bùng nổ, với tần số cao hơn, kích thước nhỏ hơn. Để hỗ trợ cho sự tăng trưởng này, các lớp học, phòng thí nghiệm mới cho thiết kế và mô phỏng, thử nghiệm OTA, các hệ thống ăng-ten cùng các phương pháp đo sẽ được đưa vào chương trình giảng dạy cốt lõi. Các phương thức đo đạc mới (phần cứng, phần mềm và hiệu chuẩn) sẽ được phát triển và trở thành một phần của các sản phẩm chủ đạo. Các nhà phát triển các sản phẩm và giải pháp điện tử mới sẽ sử dụng các công cụ, các thông số kỹ thuật cùng các thuật ngữ khác nhau để mô tả và xác thực các thiết kế của họ.

Trong năm 2020, việc sử dụng phần mềm trong triển khai công nghệ sẽ vẫn phổ biến, đặc biệt trong các ứng dụng cho smartphone dựa trên mạng, vị trí hoặc điều hướng. Kết quả là, các phép đo phần mềm trong phần mềm sẽ tăng mạnh, vì vậy tính tương thích giữa các công cụ phần mềm sẽ được chú trọng. Nhiều tiêu chuẩn và chứng nhận mới sẽ được tạo ra, tác động đến quá trình phát triển sản phẩm, cũng như hoạt động marketing cần thiết để đảm bảo người tiêu dùng nhận biết được sản phẩm lấy phần mềm làm trung tâm làm được gì và không làm được gì.

Năm 2020 sẽ chứng kiến sự gia tăng mạnh các bộ xử lý chuyên dụng, như GPU và chip, có sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) hoặc kiến trúc AI để xác định cách thức một hệ thống mạng xử lý và định tuyến thông tin, đồng thời duy trì khả năng bảo mật, quyền riêng tư và tính toàn vẹn. Điện toán và thiết kế lượng tử sẽ tiếp tục gia tăng mạnh trong năm 2020, nhưng khi mà số lượng bit lượng tử (qubit) tăng lên thì khả năng kiểm soát, đo lường và sửa lỗi các hệ thống lượng tử sẽ rất quan trọng ngay từ khi bắt đầu triển khai.

Khi việc đo đạc và vận hành loại máy tính này giao thoa nhau, những ai quan tâm tới xây dựng các máy tính lượng tử có tính thực tiễn (có khả năng ứng dụng thực tế) sẽ cần có kiến thức về công nghệ và kỹ thuật đo lường trước khi điện toán lượng tử được ứng dụng rộng rãi.

Theo đó, các khối dữ liệu sẽ được kết nối để có thể khai thác các thông tin phục vụ phát triển: Những công ty hàng đầu thu thập dữ liệu nhưng thường lưu trữ chúng thành các khối dữ liệu riêng lẻ: Thiết kế R&D (nghiên cứu và phát triển), xác nhận trước sản xuất, sản xuất, vận hành và dịch vụ kỹ thuật.

Trong năm 2020, các công ty sẽ bắt đầu kết nối những khối dữ liệu bằng kiến trúc đám mây hiện đại. Với dữ liệu sẵn có, tập trung, các nhóm sẽ trao đổi trong quá trình phát triển sản phẩm, từ thiết kế ban đầu tới sản xuất và triển khai thực tế, và phản hồi ngược trở lại quá trình thiết kế. Lợi ích mang lại cho các nhóm này bao gồm khả năng thu thập và tái định dạng dữ liệu nhanh chóng, sửa lỗi thiết kế sản phẩm mới nhanh hơn, xác định các vấn đề tồn tại trong sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Để có được những lợi ích này, các nhóm cần đầu tư vào một hạ tầng điện toán, xác định cách thức lưu trữ dữ liệu, bao gồm vị trí tệp (file) và cấu trúc dữ liệu, cũng như lựa chọn các công cụ phân tích để chọn và xử lý dữ liệu nhằm xác định những sự cố bất thường và xu hướng của dữ liệu. Ngoài ra, các nhóm nhân viên cũng sẽ thay đổi cách thức họ làm việc để hướng tới những quyết định dựa trên phân tích dữ liệu.

Để đảm bảo tính năng của mình, trong năm 2020, công nghệ 5G sẽ tạo áp lực đáng kể lên hệ thống mạng, dẫn tới sự ra đời của trung tâm dữ liệu mới đồng thời với những điểm nghẽn mạng mới. Các ứng dụng IoT công nghiệp sẽ gia tăng yêu cầu truy cập. Các ứng dụng di động IoT trong công nghiệp ôtô sẽ gây áp lực lớn trong việc đáp ứng thời gian trễ. Công nghệ tính toán mới (edge computing) sẽ trở nên quan trọng hơn để xử lý yêu cầu truy cập ngày càng tăng, đồng thời đáp ứng những yêu cầu khắt khe về độ trễ.

Tốc độ dữ liệu cao hơn sẽ làm nảy sinh những nhu cầu về bộ nhớ nhanh hơn, truyền dữ liệu nhanh hơn, và các thiết bị thu phát nhanh hơn trong một trung tâm dữ liệu. Đáp ứng yêu cầu về tốc độ, tính linh hoạt là một lý do, nhưng khả năng theo dấu khách hàng (customer traceability) phục vụ đánh giá tài chính của ứng dụng sẽ là yếu tố chính để nâng cấp lên những tiêu chuẩn mới nhất.

Trong năm 2020, thị trường sẽ chứng kiến sự ra đời của các thiết kế, kiểm thử và giám sát tiên tiến, đảm bảo các hệ thống mạng và sản phẩm có hiệu năng và độ tin cậy như mong muốn. Sẽ có những cộng tác chặt chẽ hơn giữa các nhà sản xuất chipset và sản phẩm cuối, các công ty phần mềm, các nhà mạng, các công ty cung cấp dịch vụ đám mây và các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế, tất cả giúp xây dựng nên những hạ tầng mạng của tương lai.  

Báo cáo cũng cho biết những thách thức trong việc phát triển toàn diện công nghệ 5G. Mặc dù là đại diện cho sự phát triển và cách mạng kỹ thuật trên mọi mặt, nhưng 5G cũng tạo ra nhiều thách thức kỹ thuật mới trải rộng trong nhiều lĩnh vực. Nền công nghiệp trong năm 2020 dự báo sẽ phát triển từ một nhóm nhỏ các doanh nghiệp đã đầu tư thương mại hóa mạng 5G đầu tiên, sang một cộng đồng toàn cầu các nhà mạng tại mỗi châu lục, và nhiều quốc gia sẽ triển khai mạng 5G thương mại.

Những doanh nghiệp đã triển khai 5G sớm sẽ tiếp tục mở rộng, và những doanh nghiệp triển khai trong năm 2020 sẽ nhanh chóng giải quyết những vấn đề gặp phải của những doanh nghiệp đi trước. Các trạm phát sóng (base station) và thiết bị thế hệ thứ hai sẽ được ra mắt trên thị trường, đồng thời bộ tiêu chuẩn mới Rel-16 của 3GPP sẽ được phát hành.

Những thách thức kỹ thuật chủ yếu đối với ngành công nghiệp trong năm 2020 bao gồm: đảm bảo hiệu năng ở băng tần tầm trung (3.5 – 5GHz), đưa mmWave (băng tần milimeter) lên di động, lên kế hoạch chuyển đổi hoàn toàn lên mạng 5G độc lập (5G SA), và xử lý phân rã kiến trúc và các tiêu chuẩn cho C-RAN (Centralized RAN) và MEC (Mobile-Edge computing  – điện toán biên di động).

Vạn vật kết nối sẽ trở thành Vạn vật tương tác (Intereaction of Things). IoT sẽ nhanh chóng trở thành chủ đạo với ứng dụng rộng rãi trong thực tế, tăng ứng dụng trong khu vực công và các triển khai ngành công nghiệp khác. Trong năm 2020, sẽ gia tăng mức độ các trải nghiệm thông minh khi Vạn vật kết nối trở thành Vạn vật tương tác – một tập hợp các thiết bị có thể tương tác và làm việc hiệu quả với nhau.

Thị trường sẽ xuất hiện những thiết bị tương tác với các thiết bị khác để hoạt động nhanh chóng và hiệu quả trong môi trường độc lập không cần con người can thiệp trực tiếp. Những ứng dụng quan trọng như robot phẫu thuật từ xa trong y tế số hay khả năng tự hành trong giao thông thông minh sẽ cảm nhận rõ nét nhất tác động của sự dịch chuyển này. Trong khi những ứng dụng này sẽ hưởng lợi từ xu thế Vạn vật tương tác, những giải pháp mới sẽ ra đời để đảm bảo chúng không ảnh hưởng bởi Vạn vật giao thoa (Interference of Things), đặc biệt khi lỗi đường truyền và nhiễu loạn mạng có thể gây ra những hậu quả to lớn, thậm chí đe dọa tới cuộc sống của con người. Điều tương tự cũng sẽ xảy ra với các ứng dụng Công nghiệp 4.0 và ứng dụng thành phố thông minh (smart city). Thời gian hoạt động là điều bắt buộc phải đảm bảo.

Bản sao số, hay khái niệm mô phỏng tái tạo hoàn chỉnh sẽ trở thành xu thế chủ đạo của các kỹ sư thiết kế. Trong năm 2020, chúng ta sẽ chứng kiến sự phổ biến của bản sao số và trở thành chủ đạo nhờ khả năng thúc đẩy sáng tạo của chúng. Để nhận biết đầy đủ lợi ích của công nghệ, các công ty sẽ tìm kiếm các giải pháp thiết kế và thử nghiệm tân tiến giúp dễ dàng xác nhận và tối ưu hóa các mô hình ảo hóa cũng như bản sao trong thế giới thực của họ để đảm bảo rằng các hành vi của chúng là giống nhau.

2020 sẽ không phải là năm của xe tự hành – nghiên cứu cho biết thêm. Kiểm soát hành trình chủ động thì có, nhưng tự hành hoàn toàn sẽ phổ biến trong vài năm nữa. Số lượng và mức độ tinh vi của các cảm biến lắp đặt trong các phương tiện sẽ gia tăng trong năm 2020, nhưng xe tự hành toàn diện đòi hỏi kết nối 5G rộng khắp hơn và trí tuệ nhân tạo nhiều hơn. Dự báo tỷ lệ doanh số xe với hệ thống truyền động EV hoặc HEV sẽ tăng trưởng từ mức 1 con số lên hai con số trong năm 2020, gấp ba lần số xe được bán ra trong năm ngoái. Mạng C-V2X sẽ được triển khai tại các đường phố ở Trung Quốc, nhưng chúng sẽ hoạt động trên mạng LTE-V cho đến khi 5G Release 16 trở thành tiêu chuẩn của ngành.

Những tiến bộ kỹ thuật ứng dụng cho các cảm biến và hệ thống mạng trong xe ôtô sẽ tiếp tục phát triển nhanh, dẫn tới nhu cầu về các hệ thống mạng trong xe nhanh hơn. Trong năm 2020, hệ thống mạng trong xe dựa trên Gigabit Ethernet sẽ trở thành hiện thực và công nghệ cảm biến được cải tiến đáng kể sẽ cho phép các nhà phát triển trí tuệ nhân tạo đạt được mức hiệu năng mới.

Đối với giáo dục, để đáp ứng về IoT, các trường đại học sẽ kết hợp phương pháp luận từ điện tử cơ bản, hệ thống mạng, kỹ thuật thiết kế, an ninh mạng và các hệ thống nhúng, đồng thời tập trung hơn nữa vào tác động của công nghệ đối với xã hội và môi trường xung quanh. Về công nghệ trí tuệ nhân tạo, tự động và robotics, các trường đại học sẽ chủ yếu tập trung các chủ đề chuyên biệt như khoa học nhận thức và cơ điện tử thành môn học bắt buộc.

Ô Lâu