人们普遍认为摩尔定律即将结束自从英特尔创始人之一戈登摩尔(Gordon Moore)在1965年提到它之后,芯片晶体管每两年翻一番,价格相同,并且持续快速增长

当时,几百个晶体管可能挤在硅片上今天的强大芯片包含数十亿数十年来越来越小,晶体管内的关键特征正在接近原子的大小在这样的微观尺寸下发生的量子效应和热力学效应已经成为现实大到数年之久,并且这些威胁对进一步收缩设置了物理限制

迄今为止,芯片中的集成电路已经使用了二维(平面)结构,其中金属栅极安装在硅的平坦导电沟道上

栅极控制从通道一端的源电极流向另一端的漏电极的电流

施加到栅极的小电压使电流fl通过晶体管流过当没有电压时,晶体管关断

这两种二进制状态(开和关)是数字语言的1和0

但是,当晶体管收缩超过特定点时,从源流出的电子可以通过隧道通过绝缘体保护栅极,而不是以受控方式直接流向漏极这会浪费能量,升高温度并可能导致器件失效当晶体管内的绝缘层接近几纳米(十亿分之一秒)时,泄漏成为严重问题米或nm)厚度低于此值,漏电呈指数增长,使器件几乎无用当今晶体管中这种小型化越来越普遍2014年推出的英特尔Broadwell芯片采用14纳米工艺技术制造(指的是最小的“一半芯片上相同特性之间的“点”)三维架构有助于减少晶体管内部的泄漏如果某些特征比半节距小得多,那么英特尔芯片的栅极绝缘层就不会超过05纳米厚,只比几个硅原子多一点

根据摩尔定律的嘀嗒声,英特尔的下一代代号为Cannonlake的新一代处理器将采用10nm技术制造,并于2016年年中上市

但该公司最近承认,从22nm向14nm的迁移比预期难得多

结果,10nm芯片将推迟到2017年晚些时候突然之间,处理器性能的翻倍要花费三年多而不是两年许多人宣称这是摩尔定律的终结但这是错误的如果说实话,摩尔定律永远不会超过制定制造目标的经验法则因此,它成为帮助英特尔设定产品发布节奏的节拍器,从而鼓励电脑制造商不断前来几年后,越来越强大的处理器不管多少年,芯片行业的其他成员,通常是一代或两代人,都不得不效仿此外,摩尔定律一直致力于降低晶体管成本,性能通过将晶体管密度提高一倍,单个芯片变得更小,允许将更多的芯片印刷在硅晶圆上

切割和切割晶圆后,单个芯片的成本更低因为芯片上的引线和触点不容易缩小,晶体管的密度并没有将单个器件的价格降低很多但是它很接近不幸的是,随着晶体管变得越来越小,更多的缺陷在蔓延,从而在复杂性和成本之间进行权衡

而每个晶体管的成本几乎与成本成反比在芯片中塞满了晶体管的数量,就会出现一个问题,即产量下降(晶圆上良好芯片的百分比)开始超过该芯片的复杂性越来越高简而言之,每一代处理技术都存在最低的晶体管成本这就是紧缩:自从五年前28nm芯片投放市场以来,每个晶体管的最低成本一直在上涨这部分是由于下降产量,而且还因为制造越来越小的电路所需的光刻设备的成本不断上升总之,芯片制造的成本效益似乎已经达到了28nm的甜蜜点 要坚持采用28nm等传统技术有很多需要说明的问题多年来,晶体管的缩小使芯片上的空间增加了专门的处理单元,用于处理诸如图形,视频和加密等服务

新系统现在,人气的移动通信和计算已经鼓励半导体公司在其处理器中嵌入尽可能多的功能

这种被称为“片上系统”(SOC)的设备倾向于将其房地产的约65%投入到存储器中,包括所有处理器的逻辑门,必要的输入/输出电路以及运行手机,平板电脑,笔记本电脑或其他设备所需的众多模拟功能虽然可以缩小SOC上逻辑的大小,存储器组件不会像任何其他规模一样扩展,而模拟电路几乎不存在这意味着摩尔定律只影响SOC的一小部分

因为这样的设备绝不会goi为了获得更大的成本或性能优势,我们有理由坚持28nm等成熟工艺,并且成本最低如果晶体管密度不再提高一倍,工程师是否会继续每隔几年将芯片成本降低一半

随着基于成熟技术的SOC器件,这是一个明显的可能性最终,硅将把其半导体​​领先地位放弃砷化镓或其他一些材料,如三硫化钛,正在为该角色开发

但这可能是未来几年同时,通过改进制造技术来推动半导体成本的50年时代即将被芯片系统等智能设计使芯片更便宜,更快,更好的新时代所取代

在此过程中,摩尔公司法律可以获得新的生机

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