摩爾定律是基本定律嗎?

摩爾定律是基本定律嗎?

摩爾定律不是一條自然科學性質的定律,只是一種經驗性質的觀察和預言,因為大體上符合實際趨勢,所以越來越多的場合下摩爾定律被用來預測行業走勢,而實現這一預期走勢靠的還是工程和研發部門的不斷努力。

摩爾定律的極限是一個老話題,這種指數級的增長不可能永遠持續,技術上的難題越來越多,保持這一速度正變得越來越難,支撐摩爾定律的一些關鍵技術確實已經或者即將撞牆,正在減速,比如現在廣為應用的cmos器件,公認是可以看到增長盡頭了,只不過時間點每個人預測不一。

摩爾定律是基本定律嗎?

媒體報道並不一定反應主流的學術觀點,很多時候是亂報亂寫罷了。

集成電路從設計到生產,其指揮棒都是以企業盈利為目標的。芯片集成度翻倍,成本減半,在系統集成商的角度就是性能翻倍,價格減半,在消費者眼裡就是從大哥大到小靈通再到智能手機,越來越物美價廉。芯片的系統集成產品是以PC,手機,平板等等為代表的消費電子。如果從小靈通到現在還是一直都是小靈通,沒有其它可替代產品,那小靈通的市場早就飽和了,產能過剩,企業難以為繼。實際上,平均每兩年就會出一代新芯片,集成度翻倍,成本減半。使得消費電子越來越物美價廉,刺激消費。Intel每兩年出一代產品,十年出五代產品,就能賺五倍。在市場上的產品飽和前,下一代產品即使已經研發出來,也要等市場上的產品把瑪麗賺乾淨了,才會投入市場。

摩爾定律是基本定律嗎?

所以,芯片必然要以每兩年(一年半)集成度翻倍,價格減半來迎合市場,太慢了市場已飽和,收支不平衡。太快了,一是這一款芯片沒有最大化他的盈利能力,二是研發跨越不了一代一代之間的積累。在摩爾定律失效後,集成電路產業會成為傳統制造業,盈利的驅動力轉變為新應用,比如物聯網,智能電網等等。

芯片從設計到製造,工藝進步使得集成度翻倍,成本減半。一片wafer需要幾十道工序,才能加工出芯片來,而每一道工序的成本都不小。wafer尺寸的增大,使得一塊wafer上的芯片數越來越多,平均到每塊芯片上的成本降低。性能翻倍要求每個芯片的集成度更高,這樣才能在低功耗的要求下更高頻的滿足更多功能。因此芯片上的晶體管數集成到上億,而每一個晶體管的特徵尺寸從180/130/90/65/45/22/12/7nm不斷減小,其中又提成了SOI FINFET Strained Si 半浮柵等等技術。尺寸的縮小使得量子效應成為晶體管設計的重要考慮背景。新材料和新原理成為摩爾定律的突破口。比如利用單電子自旋狀態存儲0/1,實現數字計算。對於工藝,最重要的一步是光刻和相應的光刻膠,開發一套光刻設備是很昂貴的,其實整個半導體制造都是很昂貴的,學校旁邊最近三星建了個22nm的存儲器製造廠,據說投資了300億。

摩爾定律是基本定律嗎?

所以,摩爾定律是從資本運營到工程再到科學相互滲透的經驗定律,沒有嚴格準確的表述。什麼時候真正是極限,先給科學家播一筆經費,然後科學家也不敢肯定。


分享到:


相關文章: