在過去幾十年中,摩爾定律主導了IT科技行業的發展趨勢。每隔一年半,用戶同一價格能夠買到的半導體性能將會翻一番,半導體廠商單位面積整合的晶體管數量也會翻一番。摩爾定律導致消費電子產品(比如個人電腦、智能手機)的性能越來越強大,價格越來越便宜。
此前,半導體行業普遍預測,摩爾定律正在接近失效的邊緣。日前,行業組織發布的一個報告顯示,五年之后,半導體晶體管的體積無法進一步縮小,這意味著摩爾定律可能逐步失效,不過廠商仍然會尋找到其他的辦法,提高單位芯片的晶體管數量。
據美國科技新聞網站Engadget報道,最近,囊括了IBM、英特爾等芯片廠商的“全球半導體行業協會”發布了一份半導體技術發展路線圖,路線圖預測,到2021年之后,晶體管的體積將不會進一步縮小。
據稱,在這一發展水平之上,繼續縮小晶體管的體積將沒有經濟性。未來,半導體企業將會尋找其他的辦法,提高單位芯片面積內整合的晶體管數量,從而進一步提高單位面積芯片的處理能力。
為了利用有效的芯片面積,廠商可能利用垂直方向上疊加晶體管的3D技術。
傳統上,晶體管的體積越做越小,這樣半導體廠商在相同面積上可以整合更多晶體管,處理性能大幅度提升,這種行業進步催生了摩爾定律。
摩爾定律維持日益困難,這也導致半導體行業的技術競爭加劇,能夠存活下來的企業數量減少。目前,英格爾、格羅方德(AMD過去的芯片生產線)、三星電子半導體事業部、臺積電是半導體市場主要的制造商。
即使是這些廠商,也并不意味著都能夠繼續同步減少晶體管的體積。在半導體制造工藝方面,英特爾處于領先位置,但是近些年其工藝發展速度放緩,據稱在縮小晶體管方面該公司遇到了“功耗泄漏”等技術難題。
嚴格意義上,目前還不能說摩爾定律將會在2021年壽終正寢。半導體廠商將會利用3D等其他工藝,繼續增加晶體管的密度。
摩爾定律的發名人是戈登·摩爾,也是英特爾公司的創始人。去年年中,摩爾定律迎來了誕生50歲的生日。
摩爾本人在接受媒體采訪時表示,對于摩爾定律后來的精確性他感到很吃驚,沒想到能夠延續五十年之久。
他表示,如果輔之以更先進的半導體制造工藝,摩爾定律還能夠生效5到10年時間。
傳統上提高晶體管密度的方法,是縮小其體積。不過在今天的半導體制造工藝中,廠商們開始追求在垂直方向上,整合更多的晶體管和存儲單元。不久前據媒體報道,日本東芝公司已經開發出了最先進的3D芯片技術,能夠在單位面積閃存芯片上疊加64層的半導體元件,這樣可以把閃存的存儲密度提高30%。