守望摩爾定律

　　據(jù)有關(guān)媒體報(bào)道，按集成電路的集成度計(jì)算，1965～1970年間晶體管數(shù)量是每年翻一番，1970～2003年間為1.5～2年翻一番，2003～2009年間2年翻一番，往后將是3年翻一番。工藝尺寸2000年前每3年更新一代，但此后從0.1mm開始變革速度也在放慢。世界半導(dǎo)體市場從1960～1995年的年均增長率高達(dá)17%左右，往后將降至個(gè)位數(shù)，有預(yù)測約為6%。一般認(rèn)為，現(xiàn)在已經(jīng)由技術(shù)推動需求演變?yōu)樾枨鬆恳夹g(shù)，例如蘋果公司相繼成功推出的iPod、iPhone和iPad最具需求牽引技術(shù)的代表性。

　　去年iSupp1i市場調(diào)研公司發(fā)表了一篇報(bào)告聲稱，作為半導(dǎo)體發(fā)展路標(biāo)的摩爾定律即將于2014年失效，引起了很大反響，議論頗多。摩爾定律已經(jīng)成功運(yùn)行了40多年，業(yè)界奉為圭臬，主要成功因素之一是加工工藝的不斷進(jìn)步。事實(shí)上，在工藝發(fā)展過程中摩爾定律遇到過的所謂極限挑戰(zhàn)已有3次：1985年后的1mm、90年代后的深亞微米以及進(jìn)入21世紀(jì)后的0.1mm，但都被一一逾越，闖關(guān)前進(jìn)。這次iSuppli公司提出的極限挑戰(zhàn)是18nm往后。所舉首要原因是制造設(shè)備的成本過高，在產(chǎn)品大量生產(chǎn)周期內(nèi)根本無法補(bǔ)償。費(fèi)用之巨大如圖1所示，廠商何堪負(fù)擔(dān)?斷言摩爾定律將僅歸于實(shí)驗(yàn)室，不再適于半導(dǎo)體生產(chǎn)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行(見表3)。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，每一代工藝技術(shù)(節(jié)點(diǎn))的(世界)營收，由于新一代技術(shù)會帶來更殷切的需求，故而在達(dá)到頂點(diǎn)后往往迅速下降。圖1告訴我們，90nm那一代的營收于2007年登頂后迅即下滑，但65nm代便長得多了，這是因?yàn)閺S商企圖盡量利用既有技術(shù)以獲得更多的利益，表明工藝進(jìn)步正由技術(shù)驅(qū)動改變?yōu)榻?jīng)濟(jì)驅(qū)動，工藝進(jìn)步隨之趨緩。

　　持此看法的不僅有iSupp1i公司，IBM一位資深專家Car1 Anderson在美國舉行的國際物理設(shè)計(jì)大會上也表示，今天摩爾定律已失去了前進(jìn)動力，行將接近時(shí)代終點(diǎn)。他說，每門工業(yè)都有自己的飛躍成長時(shí)期，鐵路在19世紀(jì)，汽車在20世紀(jì)30～40年代，飛機(jī)在超音速以前，這種躍進(jìn)速度總有一天會走到盡頭。半導(dǎo)體工業(yè)也不例外，今后也就只有極少數(shù)大型公司為發(fā)展新一代技術(shù)或能承受得起如此巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

　　贊同摩爾定律失效之說的日益增多，今天客戶并不關(guān)心使用的是哪一代新技術(shù)，而只要求為他存在的問題提供解決方案。例如，產(chǎn)品性能要好，成本要低，功耗要小，特別要求能夠搶先上市，而對摩爾定律失效與否與他無關(guān)。

　　也有人提出，半導(dǎo)體大廠有可能做到不斷提供更快、更多、更小、更好的處理器，Inte1的單核處理器Pentium4要不遇到發(fā)熱問題還會發(fā)展，遇阻之后才改而提供多核處理器，Intel的i7和AMD的Phenom11性能都特強(qiáng)，可價(jià)格高昂，用戶卻步，那么快的速度，用來干什么? 實(shí)際當(dāng)今的音視頻效果已超過了人們感官的極限，處理器能力已遠(yuǎn)超網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，幾千萬像素的數(shù)碼相機(jī)有多大用處? 就說手機(jī)吧，中外許多人都還用著2G手機(jī)。為什么? 3G還用不著。