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(bào)道，半導(dǎo)體行業(yè)很快會(huì)放棄對(duì)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(zhǔn)心，因?yàn)樾碌男枨笕栽谕苿?dòng)技術(shù)發(fā)展。全文翻譯如下:

　　下月，全球半導(dǎo)體行業(yè)將正式承認(rèn)一個(gè)愈發(fā)明顯的事實(shí)，那就是摩爾定律，這個(gè)自20世紀(jì)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(jì)算領(lǐng)域的基本原理，它可以表述為，在每?jī)赡曜笥业臅r(shí)間里，微處理器芯片上的晶體管數(shù)量就會(huì)增加一倍——也可以說成，芯片的性能也會(huì)增加一倍。正是這條定律所提到的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，使得20世紀(jì)70年代首批粗糙的家用電腦，進(jìn)化成為了20世紀(jì)80年代和90年代成熟的計(jì)算機(jī)。也正是因此，催生了高速互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)，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(gè)發(fā)展階段，軟件開發(fā)商都會(huì)推出應(yīng)用，榨干已有芯片的計(jì)算能力;消費(fèi)者需要自己的設(shè)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(shí)上，從20世紀(jì)90年代起，半導(dǎo)體行業(yè)每?jī)赡甓紩?huì)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(yīng)商的所作所為，從而跟上摩爾定律的節(jié)奏——這種策略有時(shí)被稱為“后摩爾定律”(More Moore)。正是因?yàn)橛羞@套路線圖的存在，電腦才能遵從摩爾定律，實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。

　　不過，這種情況不會(huì)持續(xù)太久了。加倍效應(yīng)已經(jīng)開始放緩，這是因?yàn)樵谕让娣e大小的區(qū)域里，擠進(jìn)越來越多的硅電路，會(huì)不可避免地產(chǎn)生熱量。此外，照老辦法下去用不了十年時(shí)間，還會(huì)遇到更為基礎(chǔ)的限制。目前最先進(jìn)微處理器的電路特征尺寸(指半導(dǎo)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(jī)構(gòu)主席保羅·加爾吉尼(Paolo Gargini)的說法，到21世紀(jì)20年代初，“即便做出最大的努力，達(dá)到了2到3納米的極限，那么特征尺寸就只有10個(gè)原子寬。這還能算是設(shè)備么?”恐怕不能——單從這種尺寸說，到達(dá)這種程度后，電子行為就受量子不確定性的支配，從而導(dǎo)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。