摩尔定律50岁了，但未必撑得到60-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

摩尔定律本周日就将迎来50岁生日，但它或许撑不到60岁。

摩尔定律的大致内容是：计算机的计算性能或芯片上的晶体管数量大约每过两年就会翻一番。自从英特尔联合创始人戈登·摩尔(GordonMoore)1965年首次在《电子学杂志》(ElectronicsMagazine)的一篇论文中公布这一定律以来，整个科技进程都在沿着它的预测前进。

芯片行业的稳步发展已经给计算行业带来了直接利益：每一代芯片的体积都比上一代更小，而性能至少与上一代持平，价格也更加便宜。2015年的英特尔芯片拥有数十亿个晶体管，而摩尔发布论文时预计1975年将有6.5万个晶体管。

然而，芯片生产总归要受制于物理极限，而英特尔这样的公司正在逐渐接近这一极限。就连摩尔本人也在2010年接受采访时表达了同样的观点。他说，一旦晶体管的体积小到原子那么大，就不可能再小了。到那时，提升计算性能的唯一办法就是调转方向，增大芯片体积，所以成本也必然增加。

没有多少人比英特尔CFO斯塔西·史密斯(StacySmith)更清楚这一状况，他的工作就是确保英特尔的工程师继续保持摩尔定律的有效性。他在该公司周二发布财报后接受了Re/code的采访，并表示英特尔目前只能提前展望未来几代芯片制造技术。他不愿多谈之后的情况。

“摩尔定律是一种经济学观察，而不是物理学观察。”史密斯说，“摩尔发现，晶体管的单位成本会随着时间的推移而下降，使得我们可以借此提升性能。”

曾几何时，芯片小型化的趋势似乎永无止境，但现在看来，这种物理极限将会给英特尔造成烦恼。截至上一季度末，该公司有半数的芯片出货量都采用了新的14纳米工艺，取代了之前的22纳米工艺。

1纳米等于十亿分之一米，从纸面上看，一个英文句号的尺寸大约就相当于100万纳米。14纳米的物体体积小于常见的病毒细胞，基本与常见细菌的外细胞壁厚度相仿。

史密斯表示，展望未来，英特尔可以实现10纳米工艺，但他也表现得很谨慎，不肯预测具体的时间。倘若按照常规的计划，英特尔可能会在明年末的某个时间开始生产10纳米芯片。

英特尔还在“提前展望”7纳米技术。“我们可以看到7纳米，但这种提前展望表明，我们仍然可以按照以往的提升速度继续降低晶体管的成本。”史密斯说。史密斯同样没有透露具体时间，但按照以往的惯例，该公司可能会在2018年的某个时候推出7纳米工艺芯片。

在此之后，前景可能就会模糊。下一个里程碑将是5纳米，按照之前的规律，大概会在2020年末实现。（5纳米相当于一个DNA链的尺寸）。按照常规的2年产品周期计算，大约要等到2022年。很多人了解相关技术的人都给出了类似的时间预测，那时距离摩尔定律60岁还有3年时间，而摩尔定律也将会达到它的逻辑极限。

谈到这里，史密斯提到了英特尔CEO科再奇(BrianKrzanich)，他说：“布莱恩会说，从7纳米缩小到5纳米将变得更加困难，能达到这一水平的人将越来越少。”

英特尔会怎样应对？他并没有明说，但这并不意味着英特尔没有制定长期计划。毕竟，该公司仅去年的研发成本就高达115亿美元，高于2012年的101亿美元，而且额外付出了100亿美元的资本开支。很少有人能够跟上英特尔的步伐。10年前，拥有尖端芯片生产能力的企业有18家，今天仅剩4家，包括英特尔、三星、GlobalFoundries和台积电。

但世界科学家永远都怀有希望：世界各地的研究人员已经证明，晶体管的体积可以降至3纳米甚至1纳米。2012年，澳大利亚的一个团队就用一个磷原子制作了一个晶体管。但这些都是在严格的实验室环境中实现的，远未达到量产的水平。

另外还有其他一些材料可以取代硅来制作芯片：曾经有人提到过硅锗和纯锗，甚至是石墨。

英特尔尚未透露如何突破5纳米。该公司曾经多次透露，一项名为“远紫外光刻”(Extreme UltraVioletLithography)的技术或许可以实现这一目标。但该技术价格昂贵、工艺复杂，只能在真空环境中进行。

英特尔曾经多次证明，有关摩尔定律将会终结的预言并不正确。但今后要继续做到这一点，却并非易事。

关键字：摩尔定律晶体管编辑：chenyy 引用地址：摩尔定律50岁了，但未必撑得到60

上一篇：AMD第一季度净亏损1.8亿美元同比扩大
下一篇：14年全球半导体代工市场规模近逼470亿美元

推荐阅读最新更新时间：2023-10-12 23:35

电源系统开关控制器的金氧半场效晶体管选择

　　DC/DC开关控制器的MOSFET选择是一个复杂的过程。仅仅考虑MOSFET的额定电压和电流并不足以选择到合适的MOSFET。要想让MOSFET维持在规定范围以内，必须在低栅极电荷和低导通电阻之间取得平衡。在多负载电源系统中，这种情况会变得更加复杂。　　DC/DC开关电源因其高效率而广泛应用于现代许多电子系统中。例如，同时拥有一个高侧FET和低侧FET的降压同步开关稳压器，如图1所示。这两个FET会根据控制器设置的占空比进行开关操作，旨在达到理想的输出电压。降压稳压器的占空比方程式如下：　　占空比(高侧FET)=VOUT/(VIN*效率) 　　(1) 　　占空比(低侧FET)=1-DC(高侧FET)

[电源管理]

电源系统开关控制器的金氧半场效<font color='red'>晶体管</font>选择

比利时微电子研究中心展示全球第一闸极硅奈米CMOS晶体管

旧金山 - 2016年十二月6日 - 于 2016国际电子组件会议（IEEE International Electron Devices Meeting，IEDM）中，全球领先的奈米电子及数字技术研发与创新中心比利时微电子研究中心首度展示由硅奈米线垂直堆栈的环绕式闸极（GAA）金属氧化物半导体场效晶体管（MOSFETs）的 CMOS 集成电路。关键的技术在于双功率金属闸极使得 n 型和 p 型装置的临界电压得以相等。同时，比利时微电子研究中心也研究了新的结构对于原来的静电放电（ESD）表现的影响，且发表了一个静电放电防护二极管。这个突破性的结果增进了 GAA 奈米 MOSFETs 的发展，并且看到了鳍式场效晶体管（FinFETs

[电源管理]

2020年7纳米制程：摩尔定律的终点站

8月28日消息，美国国防部先进研究项目局微系统技术办公室主管罗伯特-克罗韦尔(Robert Colwell)认为，摩尔定律的终结不只对物理界影响巨大，对经济的影响也很大。克罗韦尔称：“我认为是时候为摩尔定律的终结作计划了，不只要思考它何时终结，思考它为什么终结也很有意义。” 周一时，克罗韦尔在斯坦佛大学作演讲，主题为“芯片设计游戏的摩尔定律将终结”。克罗韦尔在接受采访时进一步表示：“对于英特尔等企业来说，芯片业务相当昂贵，这些企业要巨额资金开发下一代芯片技术。” 到底有多贵呢?Globalfoundries最近在纽约北部建设的工厂花了60亿美元;2014年晚期新的研发设施也将完工，将它加进去总计要80亿美元

[半导体设计/制造]

OptiMOS线性场效应晶体管兼具低RDS(on)值与大安全工作区

英飞凌科技股份公司推出OptiMOS™线性场效应晶体管系列。这个全新产品系列兼具沟槽型功率场效应管的低导通电阻（RDS(on)）与平面MOSFET的大安全工作区。这就解决了RDS(on)与线性模式功能之间的平衡问题。OptiMOS线性场效应晶体管可在增强模式MOSFET的饱和区工作。OptiMOS线性场效应晶体管最适合电信和电池管理系统（BMS）中常见的热插拔、电子熔断器和保护应用。耐用的线性模式操作和更高的脉冲电流都有助于实现较低传导损耗、更快启动和更短的停机时间。通过限制较高的励磁涌流，OptiMOS线性场效应晶体管可在发生短路的情况下防止负载损坏。

[电源管理]

飞兆半导体推出面向便携式应用的新型μSerDes产品具15kVESD保护和出色的EMI性能

专为便携式电子产品中的小型显示器和相机提供串并转换解决方案的创新厂商 -- 飞兆半导体公司 (Fairchild Semiconductor) 宣布推出基于 μSerDes 技术的重要强化产品 FIN2 2 4AC 。与备受欢迎的前代产品 FIN24AC 相比，全新的 FIN2 2 4AC 占用相同的占位面积和基础架构，但却提供增强的静电放电 ( ESD ) 保护功能并能降低 EMI 。对任何手持式电子产品而言， ESD 损害都是重要的考虑问题。飞兆半导体将 FIN24AC 的 8kV ESD 保护性能提升至 FIN224AC 的 15kV ESD ，因而解决了这一难题

[新品]

5nm工艺提高70%晶体管密度？传骁龙875将要重回台积电怀抱

日前，据韩国媒体The Elec报道称，三星将在2019年底前量产高通骁龙865处理器，采用三星的EUV 7nm制程。有关骁龙865的架构和主频还不清楚，但是可以确定的是，其将支持LPDDR5内存，这意味着整机的运行速度更快。根据此前的报道，骁龙865 （SM8250）将有两个版本，代号分别是Kona 和Huracan，均支持LPDDR5X RAM和UFS 3.0。一个可能集成5G调制解调器(SDX55)，另一款则没有。上个月，网上疑似流出了高通骁龙865处理器的Geekbench跑分，跑分显示该处理器代号为Kona，单核4160分，多核12946分。高通最近几代骁龙处理器是在台积电和三星之间来回变动的，体现出台积电与

[手机便携]

俄罗斯证实金刚石表明存在NaCl薄膜用作场效应晶体管栅极绝缘层

据外媒报道，俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所（Skoltech）和莫斯科物理技术学院（MIPT）首先预测，然后经过试验，证实了在金刚石的表面存在一种奇异的 NaCl 薄膜，此种薄膜可用作电动汽车和电信设备中场效应晶体管的栅极绝缘层。（图片来源：Skoltech） Skoltech博士生Kseniya Tikhomirova、Alexander Kvashnin博士以及Skoltech兼MIPT的教授Artem R. Oganov与同事合作，基于早期对NaCl薄膜的研究，假设金刚石的表面也存在一种不同寻常、纳米厚度的NaCl薄膜。 Kseniya Tikhomirova表示：“最开始，我们决定只对在不同基底上新型

[汽车电子]

俄罗斯证实金刚石表明存在NaCl薄膜用作场效应<font color='red'>晶体管</font>栅极绝缘层

摩尔定律无关紧要多核技术是发展关键

　　英特尔创始人戈登-摩尔在1965年预测称，半导体行业将在每12个月内(后来他把这个时间修改为24个月)使芯片上的晶体管数量增加一倍。半个世纪以来，摩尔定律一直是正确的，使计算机价格更便宜，速度更快和更强大。然而，在同样长的时间里，一些专家一直警告称摩尔定律会遇到物理定律的障碍，结束芯片技术的高速增长。但是，专家们预测的情况一直没有发生。英特尔首席技术官Justin Rattner坚持说，英特尔在未来10年的今后几代处理器开发中能够保持晶体管数量翻番的速度。　　问题并不是容量，而是速度。几年前，微处理器速度达到了3GHz。你不能制作速度更快的微处理器，否则微处理器就会过热和融化。要解决这

[嵌入式]