《自然》杂志宣布：摩尔定律下个月将失效！

admin · 发表于 2019-9-27 15:10

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戈登 · 摩尔的发现不基于任何特定的科学或工程理论，只是真实情况的影射总结。硅芯片行业注意到了这个定律，没有简单把它当作一个描述的、预言性质的观察，而是作为一个说明性的，重要的规则，整个行业努力的目标。

实现这个目标并非只靠运气。硅芯片的制造是一个复杂的过程，用到了来自许多不同公司的机械、软件以及原材料。为了保证所有的下游公司都能保持一致，并维持与摩尔定律兼容的时间表，半导体行业发布了满足摩尔定律的预期技术及转型路线图。半导体行业协会（SIA）是一个位于北美的组织，成员包括英特尔、AMD、台积电、格罗方德、IBM 等公司，他们从 1992 年就开始制定路线图，1998 年 SIA 与全球其他类似的组织都联合了起来，一起制作国际半导体技术路线图（ITRS）。最新一版路线图发布于 2013 年。

新的路线图不再是专注于芯片中使用的技术，而是将采取一种叫做「新摩尔」的方法。智能手机和物联网的发展意味着不同的传感器和低功耗处理器对芯片公司来说更加重要。这些设备使用的高度集成芯片意味着它需要的处理器不仅是逻辑和缓存，也包括内存、功率调节、GPS 模拟组件、电池以及 wi-fi 无线通信，甚至还有陀螺仪和加速表等微机电组件。

这些不同种类的组件通常采用不同的制造工艺来处理不同的需求，而新的路线图将规划出如何将这些都综合起来。集成不同的生产流程，处理不同的材料，都需要新的流程和支撑技术。对于芯片制造商来说，为这些新市场生产芯片、解决相关问题，显然比盲目地忙于增加晶体管数量强多了。

除了目前使用的硅 CMOS 工艺，新的技术也会受到瞩目。英特尔已经宣布将放弃在 7 纳米硅。锑化铟 (InSb) 和铟砷化镓 (InGaAs) 技术都已经证实了可行性，并且两者都比硅转换速度高、耗能少。碳，包括纳米管和石墨烯目前都处在实验室阶段，可能性能会更好。

当然，新的路线图并没有完全放弃原本的几何缩减方式。除了三栅极晶体管，也许到 2020 年左右，会出现采用栅完全包围的晶体管和纳米线。到 21 世纪 20 年代中期可能会有整体三维芯片，一块硅上多层组件就构成了一个单芯片。

至于未来，大规模扩展也不会完全离开。替代材料的使用，不同的量子效应，甚至更多的外来技术，例如超导，都可能提供一种简单的扩展方式又可以用上几十年，当然也可能是比过去十五年更复杂的扩展方式。如果出现了足够的突破，我们对处理器的需求都有可能发生改变——不再要求更快、更小或更低能耗。

但就目前来说，摩尔定律的打破已经成为新的常态。那个以摩尔定律为向导，遵循规则亦步亦趋的时代，到头了。

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