摩尔定律"失效"后 芯片行业何去何从

据报道，半导体行业很快会放弃对摩尔定律的遵从。业内下月即将公布的新“路线图”，给出的规划将摆脱这一持续了数十年之久的原理。不过创新者并未因此失去准心，因为新的需求仍在推动技术发展。全文翻译如下:

下月，全球半导体行业将正式承认一个愈发明显的事实，那就是摩尔定律，这个自20世纪60年代起便支撑信息科技革命的原理，即将失效。

摩尔定律是计算领域的基本原理，它可以表述为，在每两年左右的时间里，微处理器芯片上的晶体管数量就会增加一倍——也可以说成，芯片的性能也会增加一倍。正是这条定律所提到的指数级增长，使得20世纪70年代首批粗糙的家用电脑，进化成为了20世纪80年代和90年代成熟的计算机。也正是因此，催生了高速互联网、智能手机，以及今天愈发普遍的联网汽车、联网冰箱与联网空调。

这一切并非必然：之所以要遵从摩尔定律，是芯片制造商有意的选择。在每个发展阶段，软件开发商都会推出应用，榨干已有芯片的计算能力;消费者需要自己的设备做更多事情;而且制造商赶着用下一代芯片来满足需求。事实上，从20世纪90年代起，半导体行业每两年都会发布一份研发路线图，来协调数百家制造商与供应商的所作所为，从而跟上摩尔定律的节奏——这种策略有时被称为“后摩尔定律”(More Moore)。正是因为有这套路线图的存在，电脑才能遵从摩尔定律，实现指数级的增长。

不过，这种情况不会持续太久了。加倍效应已经开始放缓，这是因为在同等面积大小的区域里，挤进越来越多的硅电路，会不可避免地产生热量。此外，照老办法下去用不了十年时间，还会遇到更为基础的限制。目前最先进微处理器的电路特征尺寸(指半导体器件中最小尺寸)在14纳米宽左右，比大多数病毒还要小。按照路线图机构主席保罗·加尔吉尼(Paolo Gargini)的说法，到21世纪20年代初，“即便做出最大的努力，达到了2到3纳米的极限，那么特征尺寸就只有10个原子宽。这还能算是设备么?”恐怕不能——单从这种尺寸说，到达这种程度后，电子行为就受量子不确定性的支配，从而导致晶体管不可靠。另外，虽然付出了极大努力，人们还是没能为今天的硅技术找到可靠的继任者。