摩尔定律还能存活多久?计算机芯片已达物理极限
《纽约时报》表示,技术专家现在认为,新一代芯片的问世会更慢,两代芯片之间的间隔将延长至2.5-3年。他们担心,到2020年代中期,届时仅由数个分子构成的晶体管将无法可靠地工作。除非有新的技术突破问世,摩尔定律时代将告终结。
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/280817.htm博通首席技术官亨利·萨缪里(Henry Samueli)在谈到摩尔定律时说,“它头发已经花白,已经年老了。摩尔定律尚未死亡,但即将退休。”
1995年,摩尔将晶体管数量翻番的时间修改为2年。他认为摩尔定律能在如此长时间内有效是了不起的,最近在纪念摩尔定律问世50周年的一次会议上表示,“最初时考虑它的有效时间是10年,我认为这已经够长了。”
但一个问题是,一旦不断提高的速度、不断降低的能耗需求和更低的价格这一组合无法持续下去,会出现什么情况?
英特尔前电子工程师罗伯特·科威尔(Robert P. Colwell)说,出现这种情况的影响远不仅仅局限于计算机产业。科威尔在英特尔曾负责领导奔腾芯片的设计。

科威尔说,“以汽车产业为例。过去30年推动汽车产业创新的是摩尔定律。”汽车产业在引擎控制器、防抱死刹车、导航、娱乐和安全系统方面的大多数创新都来自价格越来越低的半导体。
硅谷却没有这种担忧。过去30多年来,计算产业一直声称计算速度会更快,容量会更高,价格会更低。这被描述为互联网时代,甚至是奇点(即计算机的处理能力将超过人的智能)。
物理极限
芯片是由金属连线和基于半导体材料的晶体管组成的。最先进晶体管和连线的宽度小于光的波长,最先进电子开关的尺寸小于生物病毒。
芯片采用光刻工艺制造。自1950年代末被发明以来,光刻工艺一直在不断发展。目前,芯片光刻工艺已经发展到使用紫外激光。
由于元器件和连线的尺寸已经缩小到只有几个分子大小,工程师在芯片设计中采用了计算机模拟技术。设计自动化软件厂商Mentor Graphics首席执行官瓦尔登·莱因(Walden C. Rhines)表示,“这是在戏耍物理学。”
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