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摩尔定律将于2021年消亡 下一次革命将意味着什么

商业 2019-12-06 15:44:57

数十年来,摩尔定律定义了计算机领域的创新,在此之后,它可能会在2021年走向终结。根据半导体工业协会(SIA)最近发布的《国际半导体技术路线图》(ITRS),到那一年,继续缩小微处理器所用晶体管的尺寸将不再可行。

对于不熟悉的人来说,摩尔定律指出集成电路中的晶体管数量每年将翻一番。该定律以英特尔联合创始人戈登•摩尔(Gordon Moore)的名字命名。摩尔在1965年首次预言了这一定律,后来在1975年对其进行了修正。

为了在硅片上安装越来越多的晶体管,晶体管本身必须缩小。但是,ITRS指出,2021年之后,晶体管将停止收缩,“我们将用尽所有各种手段,人们一直在硅晶圆上创造越来越精细的几何图形,”451 Research的首席分析师埃里克·汉瑟曼(Eric Hanselman)说。

Hanselman说:“ITR的报告所确认的是,为了实现这一目标,已经没有更多的兔子可以从各种硅帽中提取出来了。”

然而,这并不意味着制造商将放弃在晶体管领域的创新。根据这份报告,芯片制造商将开始试验新的晶体管设计、垂直几何图形和3D结构。


谈到向3D结构的发展,Hanselman说同样的事情也发生在20世纪80年代的存储设备上。制造商用光了晶圆片上的几何图形和加工空间,于是他们开始建造3D结构。现在,我们正在经历晶体管结构的相同转变。

它需要分层和其他过程的组合来实现这些新的结构,而今天一些最高密度的结构已经做到了这一点。我们看到3D结构在半导体存储器中越来越流行,特别是在闪存中,如英特尔和美光的3D Xpoint产品。Hanselman说,它们的几何形状比微处理器更大,但这个过程可以进一步细化。

然而,使用3D结构和垂直几何会带来一系列问题。Hanselman说,这就要求你对这些硅晶圆进行更多的加工,从而增加了额外的生产步骤,并改变了生产过程中的经济状况。

Hanselman说:“在任何半导体工艺中,最重要的一点是要确保将特定硅片的工序减少到最少。”“每次你进行另一个加工步骤时,就会引入平版印刷中可能出现的对准误差——你印刷的东西有轻微的偏移,所以排列不正确——还有化学加工问题。”

综上所述,向这些方法的转变可能意味着生产单个晶圆片模具的成本更高。

晶体管将在2021年后停止缩小的消息是一个大新闻。由于摩尔定律只考虑电路中晶体管的数量,因此它很可能会作为计算行业增长的实际衡量标准而寿终正归。这让许多人不禁要问,在摩尔定律之后,这个行业将何去何从?

Hanselman说,他认为有一个更大的问题要问:“我们用这种计算能力做什么?”

他说,在晶圆片上安装更多的晶体管是一个有用的措施,但我们需要更好地了解如何设计利用这些晶体管的系统。2021年后,我们可能无法再增加一个特定芯片上的晶体管数量,但成本将继续下降,这可能是一个更大的催化剂。

Hanselman说:“当我们展望物联网和各种分散计算手段等技术时,我们现在开始使把大量处理能力投入到各种各样的东西上变得非常便宜,而在今天,这些东西的成本高得令人望而却步。”“我认为,这可能是一场更大的革命,而且还在继续,尽管我们可能会逐渐减弱摩尔定律长期以来带给我们的进步。”

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