摩爾定律還能存活多久?計算機晶片已達物理極限

2020-12-03 OFweek維科網

  《紐約時報》表示,技術專家現在認為,新一代晶片的問世會更慢,兩代晶片之間的間隔將延長至2.5-3年。他們擔心,到2020年代中期,屆時僅由數個分子構成的電晶體將無法可靠地工作。除非有新的技術突破問世,摩爾定律時代將告終結。

  博通首席技術官亨利·薩繆裡(Henry Samueli)在談到摩爾定律時說,「它頭髮已經花白,已經年老了。摩爾定律尚未死亡,但即將退休。」

  1995年,摩爾將電晶體數量翻番的時間修改為2年。他認為摩爾定律能在如此長時間內有效是了不起的,最近在紀念摩爾定律問世50周年的一次會議上表示,「最初時考慮它的有效時間是10年,我認為這已經夠長了。」

  但一個問題是,一旦不斷提高的速度、不斷降低的能耗需求和更低的價格這一組合無法持續下去,會出現什麼情況?

  英特爾前電子工程師羅伯特·科威爾(Robert P. Colwell)說,出現這種情況的影響遠不僅僅局限於計算機產業。科威爾在英特爾曾負責領導奔騰晶片的設計。

  科威爾說,「以汽車產業為例。過去30年推動汽車產業創新的是摩爾定律。」汽車產業在引擎控制器、防抱死剎車、導航、娛樂和安全系統方面的大多數創新都來自價格越來越低的半導體。

  矽谷卻沒有這種擔憂。過去30多年來,計算產業一直聲稱計算速度會更快,容量會更高,價格會更低。這被描述為網際網路時代,甚至是奇點(即計算機的處理能力將超過人的智能)。

  物理極限

  晶片是由金屬連線和基於半導體材料的電晶體組成的。最先進電晶體和連線的寬度小於光的波長,最先進電子開關的尺寸小於生物病毒。

  晶片採用光刻工藝製造。自1950年代末被發明以來,光刻工藝一直在不斷發展。目前,晶片光刻工藝已經發展到使用紫外雷射。

  由於元器件和連線的尺寸已經縮小到只有幾個分子大小,工程師在晶片設計中採用了計算機模擬技術。設計自動化軟體廠商Mentor Graphics執行長瓦爾登·萊因(Walden C. Rhines)表示,「這是在戲耍物理學。」

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  • 摩爾定律一
    這一定律揭示了信息技術進步的速度。發展歷程被稱為計算機第一定律的摩爾( Moore)定律是指IC上可容納的電晶體數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。摩爾定律是由英特爾(lnte)名譽董事長戈登·摩爾( Gordon moore)經過長期觀察發現的。1965年,戈登·摩爾準備一個關於計算機存儲器發展趨勢的報告。他整理了一份觀察資料。
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