摩爾定律走下神壇？

IT產(chǎn)業(yè)第一定律--摩爾定律，以高大的“陰影”籠罩著半導(dǎo)體領(lǐng)域，如今它卻正在消弭。

 

  

 

“摩爾定律”已經(jīng)37歲了，甚至比英特爾的年齡還要大3歲，也“奔四”了。

    37年來，它所倡導(dǎo)的“更快、更小、更便宜”的理念，使得整個(gè)IT業(yè)活脫脫變成了另一個(gè)“奧林匹克”競(jìng)技場(chǎng)。英特爾也靠此成為行業(yè)中的霸主。但是，今天的“摩爾定律”正在成為英特爾“第一符咒”。不但制約了英特爾，而且也禁錮了整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

    現(xiàn)在，隨著韓國(guó)半導(dǎo)體的雄起和中國(guó)半導(dǎo)體的崛起，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)生變化，其周期規(guī)律也將完全不同。依據(jù)舊有規(guī)律期盼的好日子，可能不會(huì)再如期而至了。

    所有的一切，都預(yù)示著“摩爾定律”正在緩步走下神壇。

摩爾定律失靈

    所謂“摩爾定律”，指的是處理器上晶體管的數(shù)量在18個(gè)月內(nèi)就要翻一番，且晶體管的面積和成本也不斷的成比例下降。它比英特爾更早出現(xiàn)，并主宰了處理器業(yè)。

    自從該定律誕生以來，全球的相關(guān)廠商似乎都情不自禁地按著“摩爾定律”的速度高歌猛進(jìn)，包括IBM、AMD、TI以及很多并不知名的小公司，都在為其發(fā)展做出貢獻(xiàn)。而作為英特爾公司創(chuàng)始人之一，高登·摩爾憑借這一定律獲得日益高漲的聲望，這也在某種程度上幫助英特爾成就了一代芯片產(chǎn)業(yè)霸主的地位。

    但是從2003年起，就有國(guó)內(nèi)外多位專家對(duì)于“摩爾定律”的未來產(chǎn)生疑慮，紛紛從技術(shù)、利潤(rùn)以及對(duì)下游廠商的影響等方面進(jìn)行分析，認(rèn)為“摩爾定律”應(yīng)該退出歷史舞臺(tái)，起碼必須修訂。

    對(duì)于摩爾定律的失靈，英特爾公司其實(shí)也早有發(fā)覺。據(jù)筆者了解，英特爾公司在最近提出的一份研究報(bào)告中表明，芯片制造商們今天經(jīng)常提到的摩爾定律正在走向終結(jié)。

    英特爾公司研究者在這份報(bào)告中說，從理論上看，在芯片制造商縮小晶體管尺寸時(shí)將遇到極限�？s小晶體管尺寸是使芯片比上代產(chǎn)品更小、更強(qiáng)大和更便宜的主要方法之一。制造商將能夠用16納米制造工藝生產(chǎn)出芯片。據(jù)保守估計(jì)，該工藝將在2018年推出，此后還可能有一到兩次制造工藝升級(jí)，但是事情就是這樣了。這份報(bào)告的最新結(jié)論是，即便是盡其所能，半導(dǎo)體制造商在2021年后將無法在更大程度上縮小晶體管尺寸。

    縮小晶體管尺寸是摩爾定律的主要驅(qū)動(dòng)手段之一，因而芯片制造商將開始不得不尋求新辦法來讓它們的芯片更強(qiáng)大和更便宜。否則，IT產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)步伐將開始放緩。

    英特爾公司成員、英特爾公司技術(shù)戰(zhàn)略主管Gargini指出：這看上去是一種基本的限制。英特爾公司的報(bào)告名為“二進(jìn)制邏輯轉(zhuǎn)換的限制”，該報(bào)告由4位作者撰寫，發(fā)表在IEEE（電氣與電子工程學(xué)會(huì)）學(xué)報(bào)上。雖然研究者總結(jié)出的晶體管尺寸發(fā)展局限并不反常，然而這項(xiàng)研究的非常之處在于，這是英特爾公司研究者的報(bào)告，他們的研究凸顯了芯片設(shè)計(jì)者目前所面臨的困難�，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)所要求的尺寸、電力消耗與性能指標(biāo)正在迫使半導(dǎo)體制造商徹底地重新思考應(yīng)當(dāng)如何設(shè)計(jì)產(chǎn)品，同時(shí)還提示需要更多的研究與開發(fā)儲(chǔ)備。

    解決這些問題是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的重大目標(biāo)。根據(jù)摩爾定律，芯片制造商每2年就可以在同樣體積芯片上將晶體管數(shù)量提高一倍，這種指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)模式可讓電腦同步地更便宜和更強(qiáng)大。

英特爾擴(kuò)展“摩爾定律”優(yōu)勢(shì)

    雖然摩爾定律正在緩慢走向終結(jié)，但英特爾并沒有放棄擴(kuò)展這一定律的優(yōu)勢(shì)。

    面對(duì)技術(shù)障礙，英特爾看起來信心十足。8月31日，英特爾宣布使用65納米工藝，成功地制造出了包含有5億多個(gè)晶體管，并具備全部功能的70M SRAM；利用開發(fā)紫光（EUV）光刻技術(shù)，英特爾正試圖將芯片制造廠光刻最小線寬的極限從50納米降低到15納米，從而在未來的10～15年繼續(xù)驗(yàn)證“摩爾定律”。

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