就在幾天前,摩爾定律迎來其50歲的生日,相信業(yè)內相當的人和我們一樣,如果不是其時值50周年,摩爾定律似乎已被淡忘,至少在相關報道中,包括始終以摩爾定律為標準引領產業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展的英特爾也是如此,而有關摩爾定律是否面臨終結的說法也是不絕于耳。其實任何一個定律都有它的適用性和生命周期,基于此,我們認為對于摩爾定律是否終結的討論嚴格意義講是個偽命題,所以我們在此想討論或者說業(yè)內忽略的是,摩爾定律為何會在過去和未來加速終結。
業(yè)內知道,摩爾定律再業(yè)內有很多不同版本,大意是每十八個月(有一說法是兩年),半導體的功能會翻增兩倍,或同一大小芯片能放兩倍的運算單元,相同的成本能獲得兩倍的運算能力。摩爾定律并不是物理定律,只是戈登·摩爾(Gordon Moore)對科技行業(yè)的觀察,因為科技公司競爭激烈,要在行業(yè)中生存,只有不斷研究創(chuàng)新,搶先推出比對手更快更好的產品,于是摩爾定律成為自我實現的預言。從這個定律的內容可以看出,從主觀上講,技術和成本(經濟性)是決定摩爾定律能否延續(xù)的關鍵。但就像業(yè)內一直爭論的是,技術受限于相關半導體材料本身特質等因素(就是業(yè)內探討的物理極限)的影響研發(fā)和制造難度會越來越大,除非未來發(fā)現更新的可替代傳統(tǒng)半導體的材料。
其實關鍵的問題不在這里,因為除了技術上的瓶頸,更大的阻礙是其成本或者說是經濟性。業(yè)內知道,每一代芯片工廠造價越來越貴,例如英特爾最新的14nm芯片工廠造價在50億美元左右。未來除了英特爾,臺積電,三星等少數業(yè)界巨頭,恐怕沒有幾家企業(yè)有財力興建10nm以下的芯片工廠。之前推出一代新的芯片技術,都令芯片的計算成本下降,所以相關企業(yè)也樂于投放資源于新一代技術。下降趨勢在28nm到22nm節(jié)點時就已經出現,22nm的成本與28nm大抵相同,而14nm的成本預計會不跌反升。如此一來,相關企業(yè)因成本考慮,選擇停留在28nm或22nm技術,少了分攤14nm的開發(fā)成本,間接讓14nm芯片的造價更加昂貴,而這個問題在10nm只會更嚴重。之前的IBM便是主要因為成本問題,把芯片工廠賣掉,退出了半導體制造行業(yè)。
如果聯系上述28nm到22nm節(jié)點出現下降的趨勢及英特爾2008年底發(fā)布Nehalem架構之后,處理器的性能提升也同時放緩,且從2009年至2012年,桌面電腦每年的性能僅提升10%,而筆記本每年的性能僅提升16%,遠低于以往的每年60%的提升率的事實,不知業(yè)內是否注意到,這個時間段是以智能手機和平板電腦誕生和開始爆發(fā)性增長的階段,與此同時,傳統(tǒng)PC產業(yè)(摩爾定律體現最充分的產業(yè))則開始出現下滑。那么問題來了,在這個時間段,究竟是什么原因導致業(yè)內沒有按照摩爾定律的規(guī)律前行,甚至出現了減緩?