摩爾定律即將失效,中國芯片業(yè)應(yīng)該如何應(yīng)對?:美國目前的應(yīng)對方法——張首晟組建的“IBM-斯坦福自旋電子研究中心”提出電子自旋理論并正在將其成功產(chǎn)業(yè)化,如果
美國目前的應(yīng)對方法——張首晟組建的“IBM-斯坦福自旋電子研究中心”提出電子自旋理論并正在將其成功產(chǎn)業(yè)化,如果成功,這對美國電子業(yè)、芯片業(yè)來說無疑是重獲新生。
美國六大科技公司投資這一科研項目的合作模式,對企業(yè)還有另一個好處。比方說現(xiàn)在斯坦福做的還是一個比較實驗性的工作,但斯坦福的學(xué)生畢業(yè)后大部分會去六大科技公司,因為他們平時做研究時就與公司保持緊密聯(lián)系,這樣一旦做成,最后開花結(jié)果可能還是在公司里面。中國在產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合問題上一定要邁出這一步。
雖然中國一直非常注重前端的創(chuàng)新,但總的來說不成功。這一重新洗牌機會也是中國芯片業(yè)唯一一個可以彎道超車的機會。臺灣地區(qū)在上世紀(jì)60-70年代抓住了芯片設(shè)計與代工相脫節(jié)的機遇,賺了很多錢。中國大陸這么多年,基本上是在用政府的良好政策和較低人工成本來拷貝這一模式。
清華大學(xué)及中科院物理所在這方面做的實驗也很漂亮。就電子自旋學(xué)來說,中國科研界在尋找更容易生產(chǎn)的材料及把工作溫度提得更高兩個方面,已經(jīng)做了很多工作。
當(dāng)然要彎道超車的前提是,半導(dǎo)體工業(yè)也要有超前意識,不能整天打價格戰(zhàn),說我們這里便宜你們就過來。這不是一個很成功的模式。中國政府完全可以來做這方面的研究和投資,但最好的方式還是要比較有意識地與工業(yè)界聯(lián)系,使后者也成為一個股東,不用承擔(dān)太大風(fēng)險。中國已經(jīng)有一些知識產(chǎn)權(quán),但一個東西要做成一個行業(yè)需要成百上千個專利,中國仍有機會介入。但如果不做的話,美國又會把整個領(lǐng)域占領(lǐng),到時候中國將又碰到同樣的問題——跟在后面、花很多錢去買專利。
還應(yīng)對什么,抓住機會啊,摩爾定律失效對中國芯片業(yè)就是天大的好消息,是臺積電、三星最不愿意面對的結(jié)局!在芯片制程競爭的賽道上,臺積電、三星等巨頭已經(jīng)把中國選手甩開了四五圈,摩爾定律失效意味著臺積電和三星被迫停下奔跑的腳步,然后眼睜睜看著中國芯片制造企業(yè)追上來。
摩爾定律失效,是臺積電、三星等芯片代工巨頭最不愿意面對的局面,這意味著國內(nèi)芯片制造企業(yè)逮到了一個千載難逢的機會。
摩爾定律對中國芯片制造業(yè)來說,是一個殘酷的存在:集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。換句話說,芯片工藝制程的換代速度是一年半到兩年時間。
芯片工藝制程換代的這個速度有多恐怖?我們來對比汽車產(chǎn)業(yè)和家電產(chǎn)業(yè)。汽車的垂直換代時間一般是5年,當(dāng)然也有超過5年的,比如沃爾沃S60八年不換代,被網(wǎng)友吐槽的體無完膚。家電產(chǎn)品中的大家電一般三到四年換代(不是推新型號)。和芯片工藝制造換代相比,這就是龜速。
芯片換代速度快使臺積電、三星很輕松地將國產(chǎn)芯片制造企業(yè)甩在身后。特別是芯片代工巨頭臺積電,這幾年制程工藝換代速度明顯加速,從2014年起,幾乎是每一年換一代,超越摩爾定律。具體見下圖:
國產(chǎn)芯片制造企業(yè)的排頭兵是中芯國際,目前14nm制程工藝還沒有完全搞定,而臺積電已經(jīng)啟動7nm量產(chǎn),最快明年就能導(dǎo)入5nm制程工藝,整整領(lǐng)先中芯國際三代。中芯國際追臺積電追的滿嘴是灰,真的不能用一個“苦”字來形容。
芯片制造還是資金高度密集行業(yè),一條28nm工藝制程芯片生產(chǎn)線的投資額大約在50億美元,20nm工藝制程生產(chǎn)線高達100億美元,隨著制程工藝升級換代,生產(chǎn)線投資呈幾何級飆升。
制程工藝落后,就很難吸引到高通、蘋果、華為、聯(lián)發(fā)科等大客戶,生產(chǎn)線投資難以收回,企業(yè)就難以進入“雞生蛋,蛋孵雞”的良性循環(huán)。
這就是臺積電、三星碾壓國內(nèi)芯片制造企業(yè)的秘密:我只需要保持制程工藝領(lǐng)先你一到兩代,就能讓你湯都喝不到,只能聞味兒。
現(xiàn)在好了,摩爾定律如果失效,臺積電、三星利用代際差碾壓國內(nèi)芯片制造企業(yè)的競爭策略將失效,一旦中芯國際獲得和巨頭們并跑的機會,就可能搶到華為、蘋果的芯片訂單,經(jīng)營進入良性循環(huán)。屆時,芯片代工領(lǐng)域?qū)⒂涩F(xiàn)在的兩強爭霸,變?yōu)槿盒奂姞,一舉扭轉(zhuǎn)國產(chǎn)芯片的被動局面。
受物理規(guī)律限制,在沒有找到新材料的前提下,摩爾定律將很快失效。讓我們拭目以待。
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自英特爾的聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)于 1965 年經(jīng)過觀察稱每隔 18~24 個月,集成電路上可容納的元器件數(shù)目便會增加一倍,芯片的性能也會隨之翻一番,以他名字命名的「摩爾定律」便成了幾十年來半導(dǎo)體行業(yè)進步背后的金科玉律。
▲戈登·摩爾
像是在上世紀(jì) 60 年代第一批集成電路上的 10 多個晶體管到目前的芯片上動輒上百億個晶體管,摩爾定律在很大程度上主導(dǎo)了科技產(chǎn)品的迭代更新以及自我實現(xiàn)。
▲蘋果 A12X 芯片上集成了 100 億個晶體管,圖自:Apple
不過這一套幾十年來一直管用的定律卻也越來越顯現(xiàn)出了其局限性,最突出的表現(xiàn)便是各大半導(dǎo)體廠商近年來被用戶吐槽的「擠牙膏」行為了。
就連發(fā)現(xiàn)摩爾定律的英特爾自己,若按照其 2007 年之后提出的每兩年「鐘擺」(Tick-Tock)策略進行產(chǎn)品升級,本應(yīng)在 2016 年就推出其 10nm 工藝的處理器,然而事實上英特爾的 10nm 處理器已經(jīng)連續(xù)跳票了 3 年直至今年。
那么摩爾定律真的失效了么?
▲英特爾鐘擺策略示意,圖自:Intel
在談?wù)撨@個問題之前,我們首先得弄清目前是什么限制了摩爾定律的繼續(xù)發(fā)展。
我們都知道芯片制程工藝的提升能夠減小晶體管的面積,使得相同面積的芯片上能集成更多的晶體管,同時還能降低晶體管的功耗及硅片成本,而這固然是其好的一方面。但隨著制程工藝提升,以納米為長度單位的晶體管之間由于距離太短、絕緣層太薄,漏電的情況同樣也就隨之而來了,這反而增加了芯片的功耗(這也是此前臺積電因漏電率高導(dǎo)致功耗大而被戲稱為「臺漏電」的原因)。
不過即使漏電的情況已經(jīng)能通過多種辦法得以緩解或者解決,但當(dāng)晶體管在 10nm 以下時,由于晶體管的電子會產(chǎn)生「量子隧穿效應(yīng)」,導(dǎo)致電子不按設(shè)計的道路移動,運算準(zhǔn)確性將受到嚴(yán)重影響,以硅為基礎(chǔ)的芯片材料或許將被替代。
綜上,摩爾定律前方的一大阻力便是芯片本身的物理極限。
▲目前英特爾的晶圓,硅或許在未來將被替代,圖自:Intel
此外,另一大阻礙則是芯片研發(fā)的成本越來越高。
雖說上文提到制程工藝提升的結(jié)果使得單位面積相同的晶圓能造出更多芯片從而能降低成本,但也正是由于芯片未來發(fā)展存在種種障礙,使得芯片要想邁向更高的臺階,半導(dǎo)體廠商的投入將呈倍數(shù)增長。
根據(jù) AMD 在 IEDM 會議上的資料,若將生產(chǎn) 250 平方毫米的 45nm 芯片的生產(chǎn)成本定為基準(zhǔn) 1,14/16nm 芯片的成本將達到 2,而生產(chǎn) 7nm 芯片的成本更將翻倍達到 4。
▲圖自:AMD
而具體的研發(fā)投入金額在下面這張圖中則更為直觀。
從 65nm 2850 萬美元的研發(fā)投入到 16nm 的 1.06 億美元再到 5nm 的 5.42 億美元,不難發(fā)現(xiàn),芯片越來越成為一場燒錢的游戲。至于更加先進的 3nm 芯片的研發(fā)成本,IBS 的 CEO Handel Jones 則表示將達到 40 億至 50 億美元,而若加上建造一座每月生產(chǎn) 40000 片晶圓的工廠,成本更是將達到 150~200 億美元。
但是據(jù)估算,到 3nm 芯片的時代,如此高昂的成本相較于性能的提升將從現(xiàn)在的 30% 下降至約 20%,這顯然十分劃不來,而且這樣的投入還不一定能換來消費者的買單。
▲圖自:IBS
至此,可以說摩爾定律或許真的已經(jīng)走到了盡頭,芯片未來的發(fā)展也面臨著諸多的挑戰(zhàn),不過這并不意味著芯片產(chǎn)業(yè)將陷入停滯。
英偉達 CEO 黃仁勛就一直在鼓吹摩爾定律已經(jīng)過時,而縱觀英偉達在近期的動作,高端顯卡產(chǎn)品越賣越貴,中端的產(chǎn)品線則越來越豐富,在佩服「老黃刀法」日益精湛的同時,或許我們也要習(xí)慣因技術(shù)創(chuàng)新難度越來越高產(chǎn)品越來越貴的未來。跟智能手機一樣,芯片產(chǎn)業(yè)的增長或許也將轉(zhuǎn)為依靠價格的提升。
▲英偉達 CEO 黃仁勛展示 RTX 2060 顯卡
此外,人腦的神經(jīng)元總數(shù)約有 1000 億個,是芯片的晶體管能夠達到的數(shù)量,卻實現(xiàn)了芯片所達不到的眾多多樣性的功能,所以或許芯片的進步也可以從硬件的進步切換至算法及軟件上的進步,用相同的芯片實現(xiàn)更多的功能。
一些芯片制造商也在為特定的應(yīng)用設(shè)計單獨的芯片,以支持單獨領(lǐng)域的發(fā)展進步,而不是試圖去創(chuàng)造一個一刀切的硬件,比如華為的為 AI 而設(shè)計的 NPU 等。
當(dāng)然,或許還有一個終極解決方案——量子計算?
首先說明,本人不是專業(yè)人士,只是對著行業(yè)有一知半解而已,如有疏漏請諒解,歡迎指正!
這個問題也可以從另一方面解答一下5G標(biāo)準(zhǔn),中國標(biāo)準(zhǔn)的問題!看看目前的產(chǎn)業(yè)格局,就明白中國標(biāo)準(zhǔn)難在哪里了!順便也做一點科普!
從材料科學(xué)上投入研發(fā),或許可以彎道超車!如果按照目前的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局下,以我國目前的基礎(chǔ)科學(xué)研究來說,個人認(rèn)為無解!
全球芯片產(chǎn)業(yè)目前兩種模式,一種是全方位的的控制方式IDM整合元器件模式。 inter、三星、美光、東芝、日立、NEC、還有歐洲巨頭占據(jù)了前20名,前十名壟斷了50%的市場。巨頭們對整個產(chǎn)業(yè)鏈絕對控制。ㄎ覀兲跣×耍
另一種垂直分工,各優(yōu)勢廠商聚焦自己的專業(yè)領(lǐng)域:
1、基礎(chǔ)材料半導(dǎo)體廠(咱們和世界級差的太大了)
2、芯片加工晶元廠(臺積電、中芯國際和臺積電差著代呢)
4、芯片設(shè)計(RAM、高通、聯(lián)發(fā)科、華為、寒武紀(jì)....)
3、芯片設(shè)備加工廠(著名的荷蘭的ASML公司生產(chǎn)的光刻機,我們有什么?)
4、測試封裝廠
可以看到,目前我國還沒有一個IDM巨頭出現(xiàn),雛形都沒有!差距很大!在設(shè)計上有了長足進步!國際巨頭還在不斷醞釀著上下游的整合!
摩爾定律的邊際化,意味著不得不從材料研究方面重新考慮芯片的未來!這對于我們來說就是一個巨大的機會。
這相當(dāng)于大家站在了一個起跑線上!新材料的研究如果成功,巨頭們的優(yōu)勢將不復(fù)存在!相信傾國之力,我們也有可能建立起IDM的模式!
首席投資官評論員門寧:
摩爾定律——出自英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)之手——意指:每兩年芯片中集成的晶體管數(shù)量就會翻一番。
摩爾定律存在,是半導(dǎo)體企業(yè)保持技術(shù)領(lǐng)先的重要原因。
因為技術(shù)的不斷更迭,讓頭部企業(yè)可以始終保持技術(shù)優(yōu)勢,進而獲得更高毛利。而技術(shù)落后的企業(yè),將持續(xù)處于追趕態(tài)勢,且由于技術(shù)落后無法獲得與頭部企業(yè)相同的利潤率,低利潤的情況下,追趕難度可想而知。
我們現(xiàn)在就處在追趕者的位置上,目前臺積電已經(jīng)可以量產(chǎn)7nm制程的芯片,而大陸半導(dǎo)體制造商中芯國際14nm預(yù)計要在明年1季度才能實現(xiàn)量產(chǎn)。中芯國際在過去始終落后臺積電兩個世代以上。
隨著制程不斷縮小,制程已經(jīng)逐漸接近硅原子的直徑,目前有傳言5nm或3nm就是硅半導(dǎo)體制程的極限。未來臺積電很可能會在5nm或3nm突破后遇到瓶頸,這給作為追趕者的中芯國際贏得了時間。
中芯國際現(xiàn)在要應(yīng)開足馬力,加快研發(fā),利用這個千載難逢的機會縮小與臺積電的差距。前臺積電、三星大將梁夢松博士加入中芯國際后,中芯14nm制程研發(fā)進度明顯加快。
中芯國際在中報中公布:第一代14nmFinFET技術(shù)研發(fā)已進入客戶導(dǎo)入階段,28nmHKC+技術(shù)開發(fā)完成,28nmHKC持續(xù)上量,良率達到業(yè)界水平。
相信中芯通過5-10年的追趕,有機會進入半導(dǎo)體制造的第一梯隊。
摩爾定律并沒有失效啊。
摩爾定律是這樣的:當(dāng)價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。
現(xiàn)在來看,芯片工廠依然能夠保持著這種速度,2015年的時候,臺積電的工藝就是16nm,而2017年,他們已經(jīng)進步到了10nmFF工藝了。這期間它們的晶體管密度肯定增加了一倍,而蘋果A11處理器的性能也比A9提升了一倍左右,F(xiàn)在,臺積電的7nm已經(jīng)量產(chǎn),5nm也會在明年年底試產(chǎn),實際上。我們根本看不到摩爾定律失效的跡象。
可能很多人認(rèn)為摩爾定律即將失效是因為英特爾突然停滯,但我們看這兩年英特爾的發(fā)展路線就能看出這是因為英特爾在轉(zhuǎn)移重點。英特爾正在努力讓自己多元化起來,他們發(fā)力于儲存,AI芯片和自動駕駛等新興領(lǐng)域。以至于他們有些淡忘了芯片工廠。去年,英特爾在某次會議上就表示自己的7nm工藝也已經(jīng)研發(fā)完成了。當(dāng)然,這還有光刻機的問題,因為光源不達標(biāo),英特爾現(xiàn)在也沒有一臺EUV光刻機。
我們能做的就是盡力追趕,因為我們沒有多少技術(shù)儲備。
謝邀!人都是會死的,不知生焉知死?以不變應(yīng)萬變,萬變不離其中。這個行業(yè)要死了!做好路標(biāo)。讓后人能少走彎路!人之將死其言也善!
實在沒路走就倒車回家!原路返回!迷路很正常!但能找到回家的路也挺好的
如今的計算機或者 IT 產(chǎn)品性能一年比一年好,容量一年比一年大,但是我們還是不得不一年換一次,這究竟是為什么?
我最直觀的感受就是手機在使用一段時間以后會越來越卡,體驗越來越差,你們肯定也是如此,之前一直都沒深思過這個問題,大家都是認(rèn)為裝的東西太多了。
今天看到了「摩爾定律」與「安迪比爾定律」才發(fā)現(xiàn)事情的一些規(guī)律,我們先來看「摩爾定律」。
摩爾定律
估計大多數(shù)人都聽說過這個定律,它是由英特爾的創(chuàng)始人戈登摩爾在 1965 年就提出了,其內(nèi)容為:
當(dāng)價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個月翻一倍以上。
意思就是說計算機或者 IT 產(chǎn)品的性能每一年半到二年的時間就可以翻一倍,或者等同等性能的產(chǎn)品,在一年半到二年以后價格就會降低一半,這個趨勢已經(jīng)持續(xù)了半個世紀(jì),直到最近幾年才失效,因為現(xiàn)在的 IT 產(chǎn)品的性能已經(jīng)達到了性能的發(fā)展瓶頸。
在我的印象中大概08年前后的時候我還在上高中,能見到的 U 盤的容量大多都是128M有的能有個 256M算高的了,手機上個農(nóng)場,偷個菜還全都是文字界面,點下偷菜數(shù)學(xué)老師都能講解一道橢圓題目了。
反觀今天,U 盤的容量已經(jīng)上升到幾百 G ,1T 的容量,手機也不單單是看看文字這么簡單,我們已經(jīng)隨時隨地的農(nóng)藥,隨時隨地的吃雞,性能的提升已經(jīng)是超乎你的想象。
哈,這時候肯定有人會抖個小機靈,是不是我想買的計算機或者 IT 產(chǎn)品等個一年半載的就能買到半價的產(chǎn)品了呢?我只能說你想多了,想的太簡單了。
假如要真是這樣那技術(shù)就沒人創(chuàng)新,沒有革命了,誰還有動力,這就是我們要說的安迪比爾定律。
安迪比爾定律
安迪比爾定律是對 IT 產(chǎn)業(yè)中軟件和硬件升級換代關(guān)系的一個概括。
安迪就是英特爾前 CEO 安迪·格魯夫,比爾大家都熟悉就是比爾·蓋茨,雖然我們的計算機 和 IT 產(chǎn)品的性能每年都會翻一番,但是微軟的操作系統(tǒng)也在不停地迭代當(dāng)中也越來越大,會讓你的電腦越來越慢,雖然你等了二年買到了低價錢產(chǎn)品,但是微軟的操作系統(tǒng)已經(jīng)二年后的了。
你的體驗還是會和原來一樣,不會有大的變化,如果你想要一個好的體驗就必須更新?lián)Q代,使用最新的產(chǎn)品否則你的體驗會越來越差。
估計有人會罵街了,狗日的蓋茨原來是你坑害了我們的利益。這種現(xiàn)象,乍一看上去貌似是蓋茨的問題,但實際上他也不想,但隨著操作系統(tǒng)的迭代升級,更強大的功能,更好的用戶體驗,系統(tǒng)會越來越大,而且許多的硬件廠商也等著微軟的系統(tǒng)升級。
因為系統(tǒng)的升級會帶來更大的硬件性能的需求,會帶動他們的銷量,例如:2006年,因為微軟系統(tǒng) Vista 遲遲不上市,導(dǎo)致因特爾,惠普,戴爾銷量收了很大的影響,甚至是股票都跌了20%-40%之多。
這下終于明白了,微軟的系統(tǒng)也好,安卓或者 IOS 也吧,整天提醒我們?nèi)ド壪到y(tǒng)了吧,因為他們是一個利益共同體,不過更好的是他們也相應(yīng)的提升了用戶體驗。
因為這樣的利益存在,系統(tǒng)越來越大的同時,硬件也會有更大的投入,提升硬件的性能以滿足系統(tǒng)的需求,然后硬件性能的提升,又能促使軟件功能更加豐富,更加華麗,就這樣達到一個雙贏的聯(lián)盟,一個利益的共同體。
所以我們每年不得不換手機,換電腦,換 IT 產(chǎn)品,你看其實不是你想換!就這樣,安迪比爾定律把原本屬于耐用消費品的電腦、手機等商品變成了快消品,逼著我們每年都需要更新設(shè)備。
不過正是因為這樣,它刺激著整個 IT 領(lǐng)域的發(fā)展,時代的進步,不要然我們上哪能體驗到這么好用的電腦,手機。
謝謝邀請。失去意味著得到。摩爾定律失效這不是僅面對中國,而是全球都將面臨的挑戰(zhàn)。狹路相逢勇者,如果中國芯片業(yè)奮馬揚鞭,說不定未來也可占得一席之地。
所以,相關(guān)領(lǐng)域里工作人員,應(yīng)該全力以赴啟動研究、替代等相關(guān)工作。如果真的最終有所成就,那將是一件利國利民的好事。
1968 年,因同前雇主仙童半導(dǎo)體對技術(shù)發(fā)現(xiàn)方向有分歧,工程師羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾選擇了離職,并投資創(chuàng)建了定義了PC行業(yè)長達半個世紀(jì)之久的Intel公司,這是一家很厲害很出色的高科技半導(dǎo)體公司。
諾伊斯是工藝化大規(guī)模集成電路的發(fā)明者,摩爾是摩爾定律的創(chuàng)立者。正是這兩個世紀(jì)天才對人類半導(dǎo)體的發(fā)展有著深遠的影響。
當(dāng)時人們研究發(fā)現(xiàn),隨著制程的進化,同樣的芯片的制造成本會更低,因為單位面積晶體管數(shù)量提升導(dǎo)致相同的芯片所需要的面積縮小。所以制程發(fā)展速度如果過慢,則意味著芯片制作成本居高不下,導(dǎo)致利潤無法擴大。另一方面,如果孤注一擲把所有的資本都用來發(fā)展新制程,則風(fēng)險太大,一旦研發(fā)失敗公司就死了,這真是當(dāng)時半導(dǎo)體公司面臨的很大風(fēng)險。
摩爾研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)當(dāng)時市場上成功的半導(dǎo)體廠商的制程進化速度大約是每年半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管數(shù)量翻倍,于是寫了著名的論文告訴大家這個發(fā)展速度是成本與風(fēng)險之間一個良好的折中,半導(dǎo)體業(yè)以后發(fā)展可以按照這個速度來。
1975年,他又根據(jù)當(dāng)時的實際情況對摩爾定律進行了修正,把\"每年增加一倍\"改為了\"每18到24個月增加一倍\"。
這就誕生了大名鼎鼎的摩爾定律,即半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管數(shù)量將每18到24個月增加一倍,性能也隨之增加一倍。
摩爾定律在半導(dǎo)體業(yè)界聲名赫赫,指引著全世界半導(dǎo)體的發(fā)展方向。
摩爾定律背后的終極推動力其實是經(jīng)濟因素。時至今日,摩爾定律“投資發(fā)展制程-芯片生產(chǎn)成本降低-用部分利潤繼續(xù)投資發(fā)展制程”的邏輯對于半導(dǎo)體巨頭依然有效。
如同摩爾定律所預(yù)言,半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進步,實現(xiàn)了集成電路和芯片,隨之帶來了個人電腦,又進一步孕育并帶動了智能手機、智能硬件、智能穿戴、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、人工智能等等新興產(chǎn)業(yè),可以稱之為“摩爾定律的經(jīng)濟效應(yīng)”。
近幾年,隨著intel公司10nm CPU的一再推后,摩爾定律也面臨種種嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和質(zhì)疑,很多人都持有悲觀態(tài)度,各種摩爾定律死亡、失效的話題變得越來越多。
總結(jié)起來,大概有以下幾個方面
1: 認(rèn)為1nm級別以下將會逐步走如微觀世界,硅原子的大小也據(jù)稱0.1nm級別左右,走向微觀世界,在連續(xù)系統(tǒng)中適用的定律和法則很多都會失效,晶體管也就不能正常工作了。因此,從微觀角度看,任何物體都有物理極限,摩爾定律是不可持續(xù)的。
2:隨著芯片制造工藝進步到10納米,甚至7納米,進入了微觀量子力學(xué)領(lǐng)域,電子的行為將受限于量子的不確定性,隧穿效應(yīng)發(fā)生,量子效應(yīng)使得晶體管將變得不再可靠。
3: 銅是很好的導(dǎo)體,但有個很討厭的特性,就是在納米尺度電阻會激增。發(fā)熱量劇增,同樣影響摩爾定律。
4: 芯片制造的光刻技術(shù)面臨壓力,14納米芯片所用的193納米的光波長較長,而說需要的工藝復(fù)雜度較高,成本也很高。但是,13.5納米超短波長的遠紫外光雖然帶來了希望,但是其在芯片制造方面,還有種種難題需要突破。主要最可怕的摩爾第二定律也閃現(xiàn)了威力:“新晶圓廠的成本每兩年翻一番”。目前新7nm工廠評估下來是150億美元,那么5nm工廠評估下來將需要投資300億美元,3nm則理論上是600億美元。
正是因為各種不確定性或各種悲觀,否定摩爾定律的聲音越來越多,連摩爾本人也于2015年發(fā)言說了未來的不確定性。
不管摩爾定律,是終結(jié)還是新生,
我們每一個有志青年都應(yīng)該加倍努力,為我國芯片發(fā)展添磚加瓦,建功立業(yè)。
最后,請讓我引用下名言:一個人的一生應(yīng)該是這樣度過的:當(dāng)他回首往事的時候,他不會因為虛度年華而悔恨,也不會因為碌碌無為而羞恥;這樣,在臨死的時候,他就能夠說:“我的整個生命和全部精力,都已經(jīng)獻給國家最壯麗的事業(yè)——為我國半導(dǎo)體芯片工業(yè)的崛起而奮斗。
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