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主宰半导体世界51年的“摩尔定律”这回真的走到终点了?

2017-08-16 17:44:41      参与评论()人

摩尔定律久病之后,卒,享年51岁。

1965年,英特尔联合创始人戈登·摩尔观察到,集成电路的组件数量每12个月增加一倍左右。此外,每个价格最低的芯片的晶体管数量每12个月翻一番。在1965年,这意味着50个晶体管的芯片成本最低;而摩尔当时预测,到1970年,将上升到每个芯片1000个元件,每个晶体管的价格将下降90%。

随着更多的数据和一些简化,这项观察结果演变成了“摩尔定律”:每个芯片的晶体管数量每12个月增加一倍。

戈登·摩尔的观察不是由任何特定的研究或工程需要驱动的,只是对事实的如实反映。硅芯片行业注意到了这一点,并开始对其加以利用,不仅仅是将其作为一种描述性的、预测性的观察,而是作为一种约定俗成的定律:一个整个行业都应该达到的目标。

一切并非偶然。建造一个硅芯片是一个复杂的过程,需要用到来自许多不同公司的机件、软件和原材料。为了确保所有不同的部分都能协同兼容并遵从摩尔定律,计算机行业绘制了路线图,展示了为遵从摩尔定律所需要的科技和转型。麾下囊括了英特尔、AMD、台积电、Global Foundries和IBM的半导体行业协会(SIA)自1992年起开始发布路线图。1998年SIA与世界各地的类似组织共同合作制定了国际半导体技术发展路线图(ITRS)。最近的路线图发表于2013年。

摩尔定律的原始公式的问题很早就显现出来了。1975年,因为有了更多的经验数据,戈登·摩尔自己将定律进行了更新,将时间增加了一倍,从最初的12个月变成了24个月。30年来,简单的几何缩小,即使芯片上的每一处都缩小,保证了芯片稳定持续的缩小,与摩尔的预测相吻合。

21世纪初,这一几何缩小趋势已明显式微。但人们设计出各种技术手段来跟上摩尔定律曲线的步伐。90纳米工艺中用到了应变硅;45纳米工艺用到了新材料来提高硅上的每个晶体管的电容。而22纳米则使用了三栅极晶体管来保持持续的缩小。