摩尔定律会死亡吗？芯片到底可以变得有多小？

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OFweek电子工程网讯 1965年，计算机技术处在萌芽期，计算机工程先驱戈登?摩尔（Gordon Moore）写了一篇论文，冲击了科技产业。摩尔认为，计算机的性能每隔12个月翻一倍，成本下降50％。过去40年的历史证明摩尔定律相当正确。
现在摩尔定律进入困难时期。去年，英特尔曾表示，现在要让处理器的性能翻倍需要30个月的时间。2016年5月，曾经刊发一篇文章，标题就是“摩尔定律终结”。
的确，计算机性能的提升速度正在放缓。放缓还带来一个问题：许多下一代产品依赖于更快、更节能 、更便宜的芯片，而芯片的进步建立在一个假设之上，那就是摩尔定律仍然有效。如果芯片的提升速度放慢，甚至停滞，VR、AI、无人驾驶汽车、医疗、遗传工程，甚至连最新的智能手机都会受到干扰，无法快速推出。
真的会死亡吗？也许有些夸大。

                               
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芯片到底可以变得有多小

摩尔定律并没有死亡，但是它的处境的确不怎么好。如果要让摩尔定律恢复生机，工程师和产品设计者必须改变方向，寻找新的突破。
“必须”不是建议，而是物理的必然。几年来，计算机工程师不断缩小芯片的尺寸，获得更高的性能，但是这种策略渐渐走到了尽头。设计芯片时我们遇到了物理和几何瓶颈：要让芯片变小极为困难。
现代芯片设计将芯片组件之间的间隙缩小到十几纳米。如果不是工程师，可能不知道十几纳米是什么概念。一张纸的厚度约为0．1毫米，它相当于10万纳米。现在芯片中空间的尺寸大约相当于一张纸厚度的1／8000。虽然进一步缩小尺寸是有可能的，比如降到7纳米，不过按照产业的估计，即使只是开发一款7纳米原型芯片，成本也会达到1亿美元，目前全球只有3家企业可以做到：台积电、三星和英特尔。英特尔已经宣布，投入90亿美元开发7纳米处理器，开发至少要4年时间。
7纳米实际上已经做到了。如果想进一步缩小尺寸，进步的空间并不大。因此在7纳米之后，如果我们想提高计算技术的性能必须从两个方面下手：一是热管理，二是能源密度。热量和能源问题是巨大的设计难题，也是“设备杀手”。它们对创新至关重要，由于尺寸受到限制，热量和能源问题束手束脚，所以我们基本上只能维持现状。

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