摩尔定律是基本定律吗?

摩尔定律是基本定律吗?

摩尔定律不是一条自然科学性质的定律,只是一种经验性质的观察和预言,因为大体上符合实际趋势,所以越来越多的场合下摩尔定律被用来预测行业走势,而实现这一预期走势靠的还是工程和研发部门的不断努力。

摩尔定律的极限是一个老话题,这种指数级的增长不可能永远持续,技术上的难题越来越多,保持这一速度正变得越来越难,支撑摩尔定律的一些关键技术确实已经或者即将撞墙,正在减速,比如现在广为应用的cmos器件,公认是可以看到增长尽头了,只不过时间点每个人预测不一。

摩尔定律是基本定律吗?

媒体报道并不一定反应主流的学术观点,很多时候是乱报乱写罢了。

集成电路从设计到生产,其指挥棒都是以企业盈利为目标的。芯片集成度翻倍,成本减半,在系统集成商的角度就是性能翻倍,价格减半,在消费者眼里就是从大哥大到小灵通再到智能手机,越来越物美价廉。芯片的系统集成产品是以PC,手机,平板等等为代表的消费电子。如果从小灵通到现在还是一直都是小灵通,没有其它可替代产品,那小灵通的市场早就饱和了,产能过剩,企业难以为继。实际上,平均每两年就会出一代新芯片,集成度翻倍,成本减半。使得消费电子越来越物美价廉,刺激消费。Intel每两年出一代产品,十年出五代产品,就能赚五倍。在市场上的产品饱和前,下一代产品即使已经研发出来,也要等市场上的产品把玛丽赚干净了,才会投入市场。

摩尔定律是基本定律吗?

所以,芯片必然要以每两年(一年半)集成度翻倍,价格减半来迎合市场,太慢了市场已饱和,收支不平衡。太快了,一是这一款芯片没有最大化他的盈利能力,二是研发跨越不了一代一代之间的积累。在摩尔定律失效后,集成电路产业会成为传统制造业,盈利的驱动力转变为新应用,比如物联网,智能电网等等。

芯片从设计到制造,工艺进步使得集成度翻倍,成本减半。一片wafer需要几十道工序,才能加工出芯片来,而每一道工序的成本都不小。wafer尺寸的增大,使得一块wafer上的芯片数越来越多,平均到每块芯片上的成本降低。性能翻倍要求每个芯片的集成度更高,这样才能在低功耗的要求下更高频的满足更多功能。因此芯片上的晶体管数集成到上亿,而每一个晶体管的特征尺寸从180/130/90/65/45/22/12/7nm不断减小,其中又提成了SOI FINFET Strained Si 半浮栅等等技术。尺寸的缩小使得量子效应成为晶体管设计的重要考虑背景。新材料和新原理成为摩尔定律的突破口。比如利用单电子自旋状态存储0/1,实现数字计算。对于工艺,最重要的一步是光刻和相应的光刻胶,开发一套光刻设备是很昂贵的,其实整个半导体制造都是很昂贵的,学校旁边最近三星建了个22nm的存储器制造厂,据说投资了300亿。

摩尔定律是基本定律吗?

所以,摩尔定律是从资本运营到工程再到科学相互渗透的经验定律,没有严格准确的表述。什么时候真正是极限,先给科学家播一笔经费,然后科学家也不敢肯定。


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