摩尔定律五十岁了,它也不再那么神了

上网时间: 2015年04月21日? 作者:R. Colin Johnson? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:摩尔定律50周年? 半导体技术?

如果将摩尔定律比为一个人,他已经是个50岁的中年人了。在这五十年中电子产业遵循着摩尔定律获得了巨大的进步。

很少有人知道,出版集团McGraw-Hill在1930年因为发行了同名杂志而发明“电子(Electronics)”这个名词;笔者在《Electronics》五十周年时加入该杂志的团队,并参与了一本记载电子学历史的书籍编撰,内容包括Gordon Moore创办快捷半导体(Fairchild Semiconductor)以及(与Andy Grove、Robert Noyce)共同创办英特尔(Intel)等公司的惊人成就。

在《Electronics》创刊三十五周年时,Moore投稿了一篇题为“在集成电路上挤进更多零部件(Cramming more components onto integrated circuits)”的文章,他在文中猜测芯片上晶|FinFET晶|体管的数量会“每十二个月就加倍”;到了1975年,他将这个规则修正为“每两年就加倍”。虽然Moore的预测并不能算是“定律(law)”,但发明超大规模集成电路(VLSI)的美国加州理工学院(Caltech)教授Carver Mead大力推广了“摩尔定律(Moore's law)”概念,以其做为VLSI将推动电子产业未来成长的标竿。

从那时候开始,摩尔定律成为一个自我实现的预言,全世界的工程师狂热地投入工作以维持电子指数成长;像是国际半导体技术蓝图(Technology Roadmap for Semiconductors,ITRS)这样的组织则在幕后运作,定义出让摩尔定律循着轨道前进需要被克服的障碍。而摩尔定律的实现者则是几乎同时间由德州仪器(TI) Jack Kilby与Fairchild的Robert Noyce发明之集成电路(IC),相关技术在Fairchild 的Frank Wanlass于1963年发明之互补金氧半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)迈向成熟。

摩尔定律五十岁了,它也不再那么神了_《国际电子商情》英特尔是1968年在美国硅谷成立的13家新创公司之一,共同创办人是Gordon Moore (右)、Robert Noyce (中)与Andy Grove (左)_1
英特尔是1968年在美国硅谷成立的13家新创公司之一,共同创办人是Gordon Moore (右)、Robert Noyce (中)与Andy Grove (左)

摩尔定律自此不只成为电子产业的标竿,也让几乎各种其他新产业陷入了对于呈指数性成长的追求。在电子领域,摩尔定律应用于零部件的尺寸、成本、密度以及速度等各方面,包括整体性能、内存容量、传感器灵敏度、频率速度甚至是影像传感器芯片的画素值。

不过摩尔定律也开始在许多领域失效,其中最明显的是频率速度在大约2004年左右就停滞在3GHz最大值;其他呈指数性成长的领域也开始趋缓。事实上,在上个月的IEEE期刊《Spectrum》,Moore自己也表示:“我预见摩尔定律将会在接下来十年左右的时间终结。”

然而其他人却比Moore自己都乐观,包括英特尔表示其FinFET晶|体管将开始扭转趋势,能解决目前晶|体管尺寸微缩时的泄漏电流问题,并因此能避免制程进一步微缩以及阻碍频率速度提升的热失控(thermal runway)问题。而事实上,天体物理学家Lawrence Krauss与Glenn Starkman在Universal Limits of Computation的论文中预测摩尔定律的期限是600年;点选此连结看更多摩尔定律这一路走来的半导体技术发展历程。

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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