回顧計算機發(fā)展史，從第一臺經(jīng)典計算機問世以來，它們的大小經(jīng)歷了天翻地覆的變化，從一個占據(jù)幾棟樓房的龐然大物縮小到了人們的手掌上、口袋里。近20年，計算機技術更是經(jīng)歷了巨大的革命性飛躍，單個芯片上三極管的數(shù)目及運算的速度都是以指數(shù)形式逐年上升。無論是60多年前的充滿整棟屋的龐然大物，還是現(xiàn)在的手機型電腦，基本原理卻是萬變不離其宗。
Intel公司創(chuàng)始人之一戈登·摩爾在20世紀70年代提出了“摩爾定律”，即集成電路上晶體管的集成度大概平均18個月會翻倍，計算機性能也將提升一倍。這一定律揭示了信息技術進步的速度之快。
然而，集成技術的密集度，或者說集成電路的線寬不可能無限制地小下去，經(jīng)典計算機將很快達到它的極限——三極管的大小將達到原子的尺度。
有人曾預測，摩爾定律將于2016年走向終結(jié)。
微電子元器件
預言摩爾定律將終結(jié)的論據(jù)主要有兩點：高溫和漏電。
當集成電路的精細程度達到了原子級別，特別是當電路的線寬接近電子波長的時候，電子就通過隧道效應而穿透絕緣層，使器件無法正常工作，硅金屬的集成電路就將徹底終結(jié)。
Intel公司創(chuàng)始人戈登·摩爾
隧道效應在微電子學、光電子學以及納米技術中都是很重要的，有很多用途。最早的應用就是掃描隧道顯微鏡。
在光電子技術中，由于量子隧道效應，激光可以從一根光纖，進入相距很近的另一根光纖的內(nèi)部，工程師利用這個原理，制成了光纖分光器。
1957年，受雇于索尼公司的江崎玲於奈在改良高頻晶體管的過程中發(fā)現(xiàn)負電阻現(xiàn)象：當增加PN結(jié)兩端的電壓時，電流反而減少。這種反常現(xiàn)象可以用隧道效應來解釋。此后，江崎利用這一效應制成了隧道二極管。
近年來，人們發(fā)現(xiàn)了宏觀的量子隧道效應，觀察到一些宏觀物理量，如微粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量等，也顯示出隧道效應。
這種宏觀量子隧道效應將會是未來微電子器件的基礎。
摩爾定律是否將會終結(jié)，關鍵在于新型的電子技術能否擔起繼續(xù)發(fā)展的重任。近些年來，一些新奇量子材料如拓撲絕緣體的發(fā)現(xiàn)，使得宏觀量子隧道效應的應用更加多樣化。
摩爾定律與集成電路的發(fā)展
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