避免定律失效,下代芯片的设计

避免定律失效,下代芯片的设计

1965 年,Intel 创始人 Gordon E. Moore 提出“摩尔定律”,即“集成电路上可容纳的晶体管数目大约每隔 18 个月便会增加一倍,性能也增加一倍”,换言之相同性能的计算机等产品每隔 18 个月价格会降一半,而 49 年来这一定律也一直维持有效,主导着 IT 行业的计算机产品性能的发展规律。
但当 49 年过去,开始有科学家提出摩尔定律即将失效——因为要使摩尔定律继续有效要求复杂的制造工艺,该工艺高昂的成本超过了由此带来的成本节约,在更高的速度、更低的能耗和更低的成本三个因素中,芯片厂商只可选择其二。虽然制造工艺未来还有提升空间,但也将在 15 年后达到极限。
如果这一失效预测成真,整个 IT 产业都受到深远的影响,毕竟能将几十亿的晶体管集成到指甲大小的芯片上,并且只需区区几美元的价格,正是个人计算机、音乐播放器和智能手机得以蓬勃发展且不断更新换代的根源。(关于这一点可以看看“反摩尔定律”)
不过,乐观的科学家和工程师们会告诉你:摩尔定律并未死亡,它只是正在进化。他们认为使用一种新型的纳米材料可以使集成电路的大小与单分子大小相当,因此使摩尔定律继续生效。
那么这种新型的纳米材料会是什么样子的呢?
一些半导体设计者正试图通过化学方法来使原始材料自行遵循一种半导体芯片上导线排列的模式,从而制造出一种可自行组装(self assemble)的集成电路。科学家们相信将此种模式和纳米线、传统的芯片制造工艺结合在一起,将产生新一代的计算机芯片,使未来芯片的制造成本仍可以按摩尔定律所述的规律保持下降。
“这其中的关键点正在于‘自行组装’(self assembly),”IBM Almaden 研究中心的科学技术主管 Chandrasekhar Narayan 如是说,“现在我们得学会利用自然规律来为我们工作了,强行的外力干涉不再行得通,我们应当让事物本身来决定自身的演进。”
如果一切如 Chandrasekhar 所说,那么半导体制造工业就将从“硅材料”转而走向新式的“计算材料”,而硅谷的研究人员们正用超级计算机来尝试达成他们的设想。当这块土地不再生产半导体芯片转而生产新型的材料时,或许它将拥有了主导计算世界下一个十年的能力。

米粒在线
  • 本文由 发表于 2014年1月13日13:50:48
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