摩爾定律真有那麼神奇嗎?

蔚子Dudu

神不神奇那要看療效,在過去的半個多世紀以來,摩爾定律那是發揮著指導性的作用,是非常神奇的,集成電路依照著摩爾的預測飛速發展。現在,摩爾定律不僅僅是一個微電子領域的問題,更是一個經濟學上的問題。

摩爾定律並不是什麼自然法則,只是摩爾對集成芯片發展的一種預測,肯定不會要求那麼苛刻,事實上,摩爾定律也被修正過多次,但是它的方向是準確的,是有指導價值的,所以才會有如此重要地位,廣受公認。

摩爾定律:集成電路上的晶體管每隔18-24個月就會翻一翻,性能也會隨之增加。

一種非常有代表性的觀點:摩爾定律更像是一部法律,所有的從業者都認同和遵守它,摩爾定律能協調行業內的運行機制,大家一起努力保持行業的高速發展。

顯然,芯片是晶體管的物理尺寸不能無限定縮小,總有一天會達到極限,事實上受技術與成本的制約摩爾定律已經放緩了。雖然十年前我們就問,摩爾定律還適用嗎?但到到了今天,可以說,摩爾定律至少還能再用上10年。

摩爾定律其實已經超越了它本身的意義,它是關於人類創造力的定律,因為我們相信一定能做到,並堅持努力地去實現這一目標,這或許才是摩爾定律更有價值的意義。


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摩爾定理是由英特爾,創始人之一戈登·摩爾提出來的。其內容為:當價格不變時,集成電路上可容納的晶體管數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18個月翻兩倍以上。這一定律揭示了信息技術進步的速度。

隨著時代的發展,許多人對摩爾定理產生了質疑,那麼,摩爾定理現在失效了嗎?沒有,儘管很多分析師與企業的官員已經放言摩爾定理將過時,但它可能仍然發揮作用。一些人,比如惠普實驗室的 Stan Williams與Phil Kuekes認為,到2010年,晶體管的收縮將成為一個問題。因此,廠商需要找到新的替代材料,比如惠普的"交叉開關(crossbar switches)。另外一些人,比如英特爾的科技戰略部主任 Paolo Gargini則宣稱,到2015年,製造商們才開始轉向混合芯片(hybrid chips),比如結合了傳統晶體管元素與新出現材料,比如納米線的芯片。到 2020年,新型芯片才會完全投入使用。從理論的角度講,硅晶體管還能夠繼續縮小,直到4納米級別生產工藝出現為止,時間可能在2023年左右。到那個時候,由於控制電流的晶體管門(transistor gate) 以及氧化柵極(gate oxide)距離將非常貼近,因此,將發生電子漂移現象(electrons drift)。如果發生這種情況,晶體管會失去可靠性,原因是晶體管會由此無法控制電子的進出,從而無法制造出1和0出來。那麼,如果摩爾定理真的失效了會怎樣?很難講。如果替代晶體管的材料永遠找不到,摩爾定理便會失效。如果替代材料出現了,那麼類似摩爾定律的規律將仍然出現。


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