摩尔定律变成50：这个令人难以置信的收缩芯片的下一步是什么

当你踩在最新的智能手表或ogling iPhone上时，你可能并没有想到摩尔定律50年来，它一直被用作计算机更小，更便宜，更快的蓝图

如果没有摩尔定律，很有可能像微软的HoloLens这样的新型计算机是全息穿戴设备，用户可以通过它与浮动图像，不会被开发出来。几十年来，摩尔定律一直是现代电子学发展的指导性明星，尽管近年来它的相关性一直备受争议。

摩尔定律不是一个科学理论，而是一系列的观察和预测。英特尔联合创始人戈登摩尔在1965年4月19日发表在“电子杂志”上的一篇文章[点击这里下载]，随后进行了修改。他的核心预测表明，晶体管密度或特定芯片区域的晶体管数量每两年会翻一番，这会使性能翻番。松散地翻译，这意味着在18到24个月内，您可以购买比现在使用相同金额更快的计算机。

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技术业内人士最初解释说这意味着制造芯片的成本将更便宜：随着晶体管密度翻番，芯片尺寸缩小，处理速度加快，每个处理器的成本下降。在过去的五十年里，科技界围绕这一概念制定了产品计划和制造战略，导致更小，更便宜和更快的器件。

制造技术的进步也使得芯片节能，有助于缩短设备的电池寿命

如果没有摩尔定律，“我认为我们手中无法拥有智能手机，”应用材料公司硅系统集团执行副总裁兼总经理Randhir Thakur说。工程师预测摩尔定律将在未来十年因物理和经济挑战而死亡。传统的计算机可以用量子计算机和系统来代替，这些计算机和系统具有与现有处理器不同的大脑或神经芯片。硅也可以用石墨烯或碳纳米管等新材料制成的芯片取代。英特尔首先将摩尔的观察结果应用于记忆产品，其优点是每位成本较低。然后它将摩尔定律应用于集成电路，1971年英特尔的第一个芯片4004拥有2,300个晶体管。英特尔最新的芯片拥有数十亿晶体管，速度快3500倍，能效高出90,000倍。从那以后，摩尔定律足够灵活以适应计算变化。英特尔高级研究员Mark Bohr表示，这是20世纪90年代增加计算机性能的原因，并在过去十年中降低了功耗。“我们在15年前在台式机上的性能类型与笔记本电脑和“摩尔定律”被当作可穿戴设备，物联网设备甚至机器人开发的指导原则，可以识别物体并做出决定。它还影响到各种各样的产品，如汽车，健康设备和家用电器，这些产品更多地依赖于集成电路的功能，但是工程师们同意摩尔定律可能会在芯片缩小甚至是原子级别，甚至英特尔正在步调艰难。戈登摩尔在过去的50年里重新审视摩尔定律，并多次对其寿命表示怀疑。摩尔在最近接受IEEE频谱采访时表示，跟进越来越“越来越困难”。

英特尔的创新使摩尔定律保持一致，最近的技术进步是FinFET，其中晶体管被放置在彼此之上，因此可以将更多功能封装在芯片上。英特尔花费数十亿美元建立新工厂，诸如应变硅，高k金属栅极和FinFET等创新技术已经帮助摩尔定律延续了很长一段时间。“由于英特尔努力工作，新的，饥饿的应用程序每天都在出现，“芝加哥伊利诺理工大学计算机科学特聘教授Xian-He Sun说，”但是越来越多的功能越来越难以在更小的芯片上刻蚀，越来越容易出现各种各样的错误和缺陷。在设计和制造芯片时需要更多的注意力，并且需要增加额外的工艺和人员以防止出现错误。此外，随着对新材料和新技术的研究，硅可能正在出路，改变这可能从根本上改变摩尔定律。对于一系列所谓III-V族材料 - 基于周期表第三和第五列元素的化合物 - 如砷化镓或砷化镓镓 - 很感兴趣。“”摩尔定律变成了“有效功率转换（EPC）半导体行业资深人士兼首席执行官Alex Lidow表示，EPC正在制造一种可能的硅替代品 - 氮化镓（GAN），它是一种更好的电子导体，与硅相比具有性能和功耗优势，Lidow说。 GAN已经被用于电力转换和无线通信，并且有朝一日可能会采用数字芯片，尽管Lidow无法提供时间表。“

年以来，60年来第一次有合适的人选，材料而不是更小的特征尺寸，“Lidow说，”制造更小更快的芯片的经济性也在下降。制造先进工厂的成本越来越高，制造这些芯片的回报正在减少。像EUV（超紫外线）平版印刷等重要工具将电路图案转移到基板上，将使芯片能够缩小至更小的尺寸，但还不具备。

“半导体一直面临挑战，速度一直很快颠簸。现在我们正在对一堵墙进行攻击，“Tirias Research首席分析师Jim McGregor表示，”专家无法预测摩尔定律将在几年后出现，但最终会随着制造的物理和经济性而下降较小的芯片不再具有实际意义。尽管如此，摩尔定律的遗产仍将作为一种降低组件价格的模式，从而导致更便宜的设备和计算机，McGregor说。“摩尔1965年的文章迎来了一个不断增长的技术变革时代。 “我们已经把服务器的尺寸缩小到了手机芯片。我们在那段时间所做的事情真是太棒了，“麦格雷戈说，”