守望摩爾定律

　　據有關(guān)媒體報道，按集成電路的集成度計算，1965～1970年間晶體管數量是每年翻一番，1970～2003年間為1.5～2年翻一番，2003～2009年間2年翻一番，往后將是3年翻一番。工藝尺寸2000年前每3年更新一代，但此后從0.1mm開(kāi)始變革速度也在放慢。世界半導體市場(chǎng)從1960～1995年的年均增長(cháng)率高達17%左右，往后將降至個(gè)位數，有預測約為6%。一般認為，現在已經(jīng)由技術(shù)推動(dòng)需求演變?yōu)樾枨鬆恳夹g(shù)，例如蘋(píng)果公司相繼成功推出的iPod、iPhone和iPad最具需求牽引技術(shù)的代表性。

　　去年iSupp1i市場(chǎng)調研公司發(fā)表了一篇報告聲稱(chēng)，作為半導體發(fā)展路標的摩爾定律即將于2014年失效，引起了很大反響，議論頗多。摩爾定律已經(jīng)成功運行了40多年，業(yè)界奉為圭臬，主要成功因素之一是加工工藝的不斷進(jìn)步。事實(shí)上，在工藝發(fā)展過(guò)程中摩爾定律遇到過(guò)的所謂極限挑戰已有3次：1985年后的1mm、90年代后的深亞微米以及進(jìn)入21世紀后的0.1mm，但都被一一逾越，闖關(guān)前進(jìn)。這次iSuppli公司提出的極限挑戰是18nm往后。所舉首要原因是制造設備的成本過(guò)高，在產(chǎn)品大量生產(chǎn)周期內根本無(wú)法補償。費用之巨大如圖1所示，廠(chǎng)商何堪負擔?斷言摩爾定律將僅歸于實(shí)驗室，不再適于半導體生產(chǎn)行業(yè)的經(jīng)濟運行(見(jiàn)表3)。

　　據統計，每一代工藝技術(shù)(節點(diǎn))的(世界)營(yíng)收，由于新一代技術(shù)會(huì )帶來(lái)更殷切的需求，故而在達到頂點(diǎn)后往往迅速下降。圖1告訴我們，90nm那一代的營(yíng)收于2007年登頂后迅即下滑，但65nm代便長(cháng)得多了，這是因為廠(chǎng)商企圖盡量利用既有技術(shù)以獲得更多的利益，表明工藝進(jìn)步正由技術(shù)驅動(dòng)改變?yōu)榻?jīng)濟驅動(dòng)，工藝進(jìn)步隨之趨緩。

　　持此看法的不僅有iSupp1i公司，IBM一位資深專(zhuān)家Car1 Anderson在美國舉行的國際物理設計大會(huì )上也表示，今天摩爾定律已失去了前進(jìn)動(dòng)力，行將接近時(shí)代終點(diǎn)。他說(shuō)，每門(mén)工業(yè)都有自己的飛躍成長(cháng)時(shí)期，鐵路在19世紀，汽車(chē)在20世紀30～40年代，飛機在超音速以前，這種躍進(jìn)速度總有一天會(huì )走到盡頭。半導體工業(yè)也不例外，今后也就只有極少數大型公司為發(fā)展新一代技術(shù)或能承受得起如此巨大的經(jīng)濟負擔。

　　贊同摩爾定律失效之說(shuō)的日益增多，今天客戶(hù)并不關(guān)心使用的是哪一代新技術(shù)，而只要求為他存在的問(wèn)題提供解決方案。例如，產(chǎn)品性能要好，成本要低，功耗要小，特別要求能夠搶先上市，而對摩爾定律失效與否與他無(wú)關(guān)。

　　也有人提出，半導體大廠(chǎng)有可能做到不斷提供更快、更多、更小、更好的處理器，Inte1的單核處理器Pentium4要不遇到發(fā)熱問(wèn)題還會(huì )發(fā)展，遇阻之后才改而提供多核處理器，Intel的i7和AMD的Phenom11性能都特強，可價(jià)格高昂，用戶(hù)卻步，那么快的速度，用來(lái)干什么? 實(shí)際當今的音視頻效果已超過(guò)了人們感官的極限，處理器能力已遠超網(wǎng)絡(luò )帶寬的需求，幾千萬(wàn)像素的數碼相機有多大用處? 就說(shuō)手機吧，中外許多人都還用著(zhù)2G手機。為什么? 3G還用不著(zhù)。