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摩尔定律走下神坛?

时间:2021-10-01 08:28:41 电子通信论文 我要投稿

摩尔定律走下神坛?

IT产业第一定律--摩尔定律,以高大的“阴影”笼罩着半导体领域,如今它却正在消弭。

 

  

 

“摩尔定律”已经37岁了,甚至比英特尔的年龄还要大3岁,也“奔四”了。

    37年来,它所倡导的“更快、更小、更便宜”的理念,使得整个IT业活脱脱变成了另一个“奥林匹克”竞技场。英特尔也靠此成为行业中的霸主。但是,今天的“摩尔定律”正在成为英特尔“第一符咒”。不但制约了英特尔,而且也禁锢了整个半导体产业。

    现在,随着韩国半导体的雄起和中国半导体的崛起,全球半导体产业已经发生变化,其周期规律也将完全不同。依据旧有规律期盼的好日子,可能不会再如期而至了。

    所有的一切,都预示着“摩尔定律”正在缓步走下神坛。

摩尔定律失灵

    所谓“摩尔定律”,指的是处理器上晶体管的数量在18个月内就要翻一番,且晶体管的面积和成本也不断的成比例下降。它比英特尔更早出现,并主宰了处理器业。

    自从该定律诞生以来,全球的相关厂商似乎都情不自禁地按着“摩尔定律”的速度高歌猛进,包括IBM、AMD、TI以及很多并不知名的小公司,都在为其发展做出贡献。而作为英特尔公司创始人之一,高登·摩尔凭借这一定律获得日益高涨的声望,这也在某种程度上帮助英特尔成就了一代芯片产业霸主的地位。

    但是从2003年起,就有国内外多位专家对于“摩尔定律”的未来产生疑虑,纷纷从技术、利润以及对下游厂商的影响等方面进行分析,认为“摩尔定律”应该退出历史舞台,起码必须修订。

    对于摩尔定律的失灵,英特尔公司其实也早有发觉。据笔者了解,英特尔公司在最近提出的一份研究报告中表明,芯片制造商们今天经常提到的摩尔定律正在走向终结。

    英特尔公司研究者在这份报告中说,从理论上看,在芯片制造商缩小晶体管尺寸时将遇到极限。缩小晶体管尺寸是使芯片比上代产品更小、更强大和更便宜的主要方法之一。制造商将能够用16纳米制造工艺生产出芯片。据保守估计,该工艺将在2018年推出,此后还可能有一到两次制造工艺升级,但是事情就是这样了。这份报告的最新结论是,即便是尽其所能,半导体制造商在2021年后将无法在更大程度上缩小晶体管尺寸。

    缩小晶体管尺寸是摩尔定律的主要驱动手段之一,因而芯片制造商将开始不得不寻求新办法来让它们的芯片更强大和更便宜。否则,IT产业的增长步伐将开始放缓。

    英特尔公司成员、英特尔公司技术战略主管Gargini指出:这看上去是一种基本的限制。英特尔公司的报告名为“二进制逻辑转换的限制”,该报告由4位作者撰写,发表在IEEE(电气与电子工程学会)学报上。虽然研究者总结出的晶体管尺寸发展局限并不反常,然而这项研究的非常之处在于,这是英特尔公司研究者的报告,他们的研究凸显了芯片设计者目前所面临的困难。现在计算机所要求的尺寸、电力消耗与性能指标正在迫使半导体制造商彻底地重新思考应当如何设计产品,同时还提示需要更多的研究与开发储备。

    解决这些问题是整个产业的重大目标。根据摩尔定律,芯片制造商每2年就可以在同样体积芯片上将晶体管数量提高一倍,这种指数级增长模式可让电脑同步地更便宜和更强大。

英特尔扩展“摩尔定律”优势

    虽然摩尔定律正在缓慢走向终结,但英特尔并没有放弃扩展这一定律的优势。

    面对技术障碍,英特尔看起来信心十足。8月31日,英特尔宣布使用65纳米工艺,成功地制造出了包含有5亿多个晶体管,并具备全部功能的70M SRAM;利用开发紫光(EUV)光刻技术,英特尔正试图将芯片制造厂光刻最小线宽的极限从50纳米降低到15纳米,从而在未来的10~15年继续验证“摩尔定律”。

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