摩爾定律"失效"后 芯片行業(yè)何去何從

　　2月15日消息，據(jù)《自然》雜志報道，半導體行業(yè)很快會放棄對摩爾定律的遵從。業(yè)內(nèi)下月即將公布的新“路線圖”，給出的規(guī)劃將擺脫這一持續(xù)了數(shù)十年之久的原理。不過創(chuàng)新者并未因此失去準心，因為新的需求仍在推動技術(shù)發(fā)展。全文翻譯如下:

　　下月，全球半導體行業(yè)將正式承認一個愈發(fā)明顯的事實，那就是摩爾定律，這個自20世紀60年代起便支撐信息科技革命的原理，即將失效。

　　摩爾定律是計算領(lǐng)域的基本原理，它可以表述為，在每兩年左右的時間里，微處理器芯片上的晶體管數(shù)量就會增加一倍——也可以說成，芯片的性能也會增加一倍。正是這條定律所提到的指數(shù)級增長，使得20世紀70年代首批粗糙的家用電腦，進化成為了20世紀80年代和90年代成熟的計算機。也正是因此，催生了高速互聯(lián)網(wǎng)、智能手機，以及今天愈發(fā)普遍的聯(lián)網(wǎng)汽車、聯(lián)網(wǎng)冰箱與聯(lián)網(wǎng)空調(diào)。

　　這一切并非必然：之所以要遵從摩爾定律，是芯片制造商有意的選擇。在每個發(fā)展階段，軟件開發(fā)商都會推出應用，榨干已有芯片的計算能力;消費者需要自己的設備做更多事情;而且制造商趕著用下一代芯片來滿足需求。事實上，從20世紀90年代起，半導體行業(yè)每兩年都會發(fā)布一份研發(fā)路線圖，來協(xié)調(diào)數(shù)百家制造商與供應商的所作所為，從而跟上摩爾定律的節(jié)奏——這種策略有時被稱為“后摩爾定律”(More Moore)。正是因為有這套路線圖的存在，電腦才能遵從摩爾定律，實現(xiàn)指數(shù)級的增長。

　　不過，這種情況不會持續(xù)太久了。加倍效應已經(jīng)開始放緩，這是因為在同等面積大小的區(qū)域里，擠進越來越多的硅電路，會不可避免地產(chǎn)生熱量。此外，照老辦法下去用不了十年時間，還會遇到更為基礎的限制。目前最先進微處理器的電路特征尺寸(指半導體器件中最小尺寸)在14納米寬左右，比大多數(shù)病毒還要小。按照路線圖機構(gòu)主席保羅·加爾吉尼(Paolo Gargini)的說法，到21世紀20年代初，“即便做出最大的努力，達到了2到3納米的極限，那么特征尺寸就只有10個原子寬。這還能算是設備么?”恐怕不能——單從這種尺寸說，到達這種程度后，電子行為就受量子不確定性的支配，從而導致晶體管不可靠。另外，雖然付出了極大努力，人們還是沒能為今天的硅技術(shù)找到可靠的繼任者。