主宰半导体世界51年的“摩尔定律”这回真的走到终点了？(2)

然而，纵使这些新技术拼死抵抗，将芯片模式转化为硅晶圆的光刻技术仍一直遭受着相当大的压力：目前，193纳米波长的光被用来制造仅14纳米的芯片。过大的光波波长并非不可逾越的困难，但会增加制造过程的复杂性和成本。业界一直希望13.5纳米的极端紫外线（EUV），在13.5nm波长可以解决这一难题，但事实证明生产EUV科技产品从技术上来说困难重重。

即使有了EUV，也并不确定还能缩小多少；2纳米时，晶体管的长度将只有10个原子那么大，这么小的晶体管将很难稳定地工作。即使这些问题都得到了解决，电力使用和损耗困境也将浮出水面：晶体管越来越紧凑，消耗的能量也越来越大。

如应变硅和三栅晶体管这样的新科技用了十多年才得以投入生产，而长久以来EUV仍然停留在被讨论的阶段。成本因素也是一项重要考量。摩尔定律有个死对头，名为洛克定律，意为芯片制造的成本每4年便会翻倍。技术或可进一步增加集成到一个芯片上的晶体管数量，但制造这些芯片的设备也会贵上天。

近来，以上这些因素给芯片制造商带来了大麻烦。英特尔原计划在2016年将现有的14纳米的Skylakes处理器替换为10纳米的Cannonlake处理器，但在2015年就改变了计划，于2016年推出了仍然是14纳米的KabyLake处理器。而Cannonlake在2017年下半年才能推出。

这些额外的晶体管变得越来越难以使用。在80和90年代，额外晶体管的价值是显而易见的：奔腾比486快得多，奔腾II比奔腾快得多，诸如此类。拜更好的处理器和更高的CPU内核工作时钟频率所赐，现有的工作负载仅从处理器升级便可获得本质性的加速。而这些简单的改进自21世纪初始便停止了。受热量的所限，时钟速度基本上保持不变，每个处理器核心的性能只得到了很少的提升。相反，我们看到的是单个芯片中的多个处理器核心。这增加了处理器的整体理论性能，但实际上很难将这种改进应用在软件中。

这些困难意味着由摩尔定律驱动的路线图现在已经走到了终点。2014年，ITRS决定下一个路线图将不再受制于摩尔定律。

新路线图将方法描述为“不止于摩尔定律”，而不再将重点放在芯片的制造技术上。例如，智能手机和物联网的发展，使得各种各样的传感器和低功耗处理器成了芯片厂商高度重视的目标。这些设备所使用的高度集成的芯片意味着不仅要制造有逻辑能力和缓存的处理器，还要包括RAM、功率调节系统、GPS元件、手机和Wi-Fi收音机，甚至还有如陀螺仪和加速度计这样的微机电元件。