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摩爾定律走下神壇？
IT產業第一定律--摩爾定律，以高大的“陰影”籠罩著半導體領域，如今它卻正在消弭。“摩爾定律”已經37歲了，甚至比英特爾的年齡還要大3歲，也“奔四”了。
37年來，它所倡導的“更快、更小、更便宜”的理念，使得整個IT業活脫脫變成了另一個“奧林匹克”競技場。英特爾也靠此成為行業中的霸主。但是，今天的“摩爾定律”正在成為英特爾“第一符咒”。不但制約了英特爾，而且也禁錮了整個半導體產業。
現在，隨著韓國半導體的雄起和中國半導體的崛起，全球半導體產業已經發生變化，其周期規律也將完全不同。依據舊有規律期盼的好日子，可能不會再如期而至了。
所有的一切，都預示著“摩爾定律”正在緩步走下神壇。
摩爾定律失靈
所謂“摩爾定律”，指的是處理器上晶體管的數量在18個月內就要翻一番，且晶體管的面積和成本也不斷的成比例下降。它比英特爾更早出現，并主宰了處理器業。
自從該定律誕生以來，全球的相關廠商似乎都情不自禁地按著“摩爾定律”的速度高歌猛進，包括IBM、AMD、TI以及很多并不知名的小公司，都在為其發展做出貢獻。而作為英特爾公司創始人之一，高登·摩爾憑借這一定律獲得日益高漲的聲望，這也在某種程度上幫助英特爾成就了一代芯片產業霸主的地位。
但是從2003年起，就有國內外多位專家對于“摩爾定律”的未來產生疑慮，紛紛從技術、利潤以及對下游廠商的影響等方面進行分析，認為“摩爾定律”應該退出歷史舞臺，起碼必須修訂。
對于摩爾定律的失靈，英特爾公司其實也早有發覺。據筆者了解，英特爾公司在最近提出的一份研究報告中表明，芯片制造商們今天經常提到的摩爾定律正在走向終結。
英特爾公司研究者在這份報告中說，從理論上看，在芯片制造商縮小晶體管尺寸時將遇到極限。縮小晶體管尺寸是使芯片比上代產品更小、更強大和更便宜的主要方法之一。制造商將能夠用16納米制造工藝生產出芯片。據保守估計，該工藝將在2018年推出，此后還可能有一到兩次制造工藝升級，但是事情就是這樣了。這份報告的最新結論是，即便是盡其所能，半導體制造商在2021年后將無法在更大程度上縮小晶體管尺寸。
縮小晶體管尺寸是摩爾定律的主要驅動手段之一，因而芯片制造商將開始不得不尋求新辦法來讓它們的芯片更強大和更便宜。否則，IT產業的增長步伐將開始放緩。
英特爾公司成員、英特爾公司技術戰略主管Gargini指出：這看上去是一種基本的限制。英特爾公司的報告名為“二進制邏輯轉換的限制”，該報告由4位作者撰寫，發表在IEEE（電氣與電子工程學會）學報上。雖然研究者總結出的晶體管尺寸發展局限并不反常，然而這項研究的非常之處在于，這是英特爾公司研究者的報告，他們的研究凸顯了芯片設計者目前所面臨的困難。現在計算機所要求的尺寸、電力消耗與性能指標正在迫使半導體制造商徹底地重新思考應當如何設計產品，同時還提示需要更多的研究與開發儲備。
解決這些問題是整個產業的重大目標。根據摩爾定律，芯片制造商每2年就可以在同樣體積芯片上將晶體管數量提高一倍，這種指數級增長模式可讓電腦同步地更便宜和更強大。
英特爾擴展“摩爾定律”優勢
雖然摩爾定律正在緩慢走向終結，但英特爾并沒有放棄擴展這一定律的優勢。
面對技術障礙，英特爾看起來信心十足。8月31日，英特爾宣布使用65納米工藝，成功地制造出了包含有5億多個晶體管，并具備全部功能的70M SRAM；利用開發紫光（EUV）光刻技術，英特爾正試圖將芯片制造廠光刻最小線寬的極限從50納米降低到15納米，從而在未來的10～15年繼續驗證“摩爾定律”。
減小芯片尺寸可以改善性能、降低成本和減少耗電量。由于電子在65納米芯片中流動的距離短，因此可以提高性能。在65納米芯片中，閘長度可以從50納米縮短到35納米。英特爾高級研究員、工藝結構和集成經理Mark Bohr稱，在不做進一步改善的情況下，性能可以提高40%至50%。
另外，在芯片中加入更多的晶體管，也可以提高性能。摩爾定律指出，隨著生產工藝的進步，芯片中的晶體管數量每兩年將增加一倍。雖然芯片廠商通常并不是自動地把晶體管的數量增加一倍，但是，他們還是在增加這個數量，以便在芯片中增加新的功能。
Mark Bohr說，65納米芯片將不包括3閘晶體管或者金屬閘，或者高介電系數材料，也不采用IBM的絕緣硅技術。他說，我們沒有看到使用絕緣硅技術會明顯提高性能。他還表示，英特爾可能在未來10年里跟上摩爾定律的步伐。
與之相應的是，剛剛退居二線的貝瑞特在2003年春季IDF上以制程角度出發，呼應英特爾共同創辦人高登·摩爾在國際固態電路會議（ISSCC）中演講時有關摩爾定律仍可適用10年的說法。貝瑞特表示，英特爾所投入的許多研發資源，就是要盡力延后摩爾定律物理極限來臨的時間，保證未來10年的半導體產業仍持續以制程推進方式，提供較低成本的芯片產品。
一年之后，這一說法仍完整保留下來。2004年10月10日，特意來京參加英特爾中國研究中心（ICRC）遷址儀式的英特爾高級副總裁兼CTO帕特·基辛格再次公開強調，英特爾將繼續利用其新技術推進“摩爾定律”的前行，并保持每2年將芯片的處理能力翻一番。
不過，讓英特爾難堪的是，帕特·基辛格在中國的說辭，卻在英特爾總部那頭得不到呼應。同日的《華爾街日報》上，登載了英特爾宣布暫不發布4GHz奔騰芯片的消息。這則消息援引了英特爾發言人Chuck Mulloy的話，稱公司作出此項決定的原因是為了將資源集中在其他目標上。
巨額的研發費用加上人們被英特爾培養出的數字崇拜和技術崇拜，似乎令所有問題都不再成其為問題，但仍有科學家認為，“摩爾定律”將直接強迫半導體產業的整體毫無保留地提升，而在新的技術推動新的產品出現后，制造廠商必然減少對英特爾舊型號產品的訂單數量，這將增加英特爾的庫存負擔，并使英特爾喪失高額利潤期。英特爾現任總裁兼CEO保羅·歐德寧在接受媒體采訪時也證實了這種揣測，“隨著庫存水平的繼續增加，我們只好下調了業績預期。”
市場逐漸背離摩爾定律
現在，芯片產業面臨著產品延期、利潤萎縮、發熱量大等問題，要保持繼續發展的勢頭，它就必須解決
這些問題。
通常情況下，在出現問題時企業都不會公開譴責自己的合作伙伴。但在今年7月14日公布第二季度業報時，蘋果公司譴責IBM公司不能提供足夠的芯片是其Power Mac G5供不應求的原因。蘋果公司的財務總監奧本海默說，我們對這種情況極度不滿。
IBM公司并非惟一一家在芯片生產方面出了問題的廠商。為了解決設計問題，英特爾公司將其Prescott芯片的發布時間推遲延期。我國臺灣省的臺聯電公司也遭遇了類似問題。
事實上，這一問題是全行業性的，主要原因就是芯片廠商不斷追求在芯片中集成更多的晶體管，提高芯片性能。盡管芯片廠商也清楚這一方法遲早會失靈，但這一天的到來比預期提前了。
為了能夠趕上摩爾定律的腳步，芯片產業必須在芯片設計、新材料和新工藝方面有重大突破。但是，當芯片廠商們在絞盡腦汁提高芯片性能和降低發熱量的時候，也造成了設計和生產方面的問題。IBM公司的技術總監米爾森表示，我們正處于芯片產業的重大轉變期間，傳統的思想已經不再適用，我們必須依賴創新。
現在，不僅市場中的競爭者以及上下游廠商不再盲目跟隨摩爾定律提升主頻，就連英特爾自己，也同樣不聲不響的背離了它所推崇的定律。例如迅馳產品，就已經不再以升級主頻作為賣點，而是捆綁了無線通訊模塊，將計算與通信技術相結合。
互聯網實驗室董事長方興東說，英特爾一直鼓吹“摩爾定律”最根本的目的就是為了讓廠商緊跟其后不斷更新換代他們的產品，以維持其產品的高額利潤。但是，正如企業具有一定的生命周期特性，產業中在沒有新的、根本性的創新出現之前，“摩爾定律”也許仍能維持。一旦有新的、劃時代的產品或者技術出現，英特爾的摩爾定律就非常可能面臨窘境，除非英特爾提前做好準備，才有可能延續“摩爾定律”的壽命。
為解決這些問題，現在一些廠商正在進行芯片設計。例如，IBM公司已經開發了能夠降低能耗和發熱量的“硅絕緣”技術，它還首家推出了雙內核芯片，使芯片在以較低的速度運行時能夠提供較高的性能。英特爾公司也預計將在明年推出雙內核芯片，它還采用了名為“張力硅”技術，提高芯片中電子的移動速度。英特爾公司還在轉向一種全新的封裝技術，在提高芯片速度的同時降低能耗。
芯片廠商還在尋求各種“新奇”的解決方案，其中包括更多地應用納米技術。工程技術人員幻想，在下一個10年內，我們將使用碳納米管取代硅，降低芯片的發熱量。科學家還進一步設想利用單個原子制造晶體管，極大地降低芯片的能耗。
“摩爾定律作為產業創新的概括，壽命應該說已經基本結束，未來的技術創新應該是由量子以及生物芯片主導的科技。”方興東說，“從486到奔騰，英特爾每次依靠摩爾定律推動的產品升級都能帶動產業應用的升級，但目前決定PC銷量的東西已經是在PC之外的因素。”
“摩爾定律只是硅晶圓技術領域的一個發展規律”，英特爾中國市場部相關人士的態度相對平實，“不光英特爾，眾多的芯片廠商都在按著這個規律走，這只是市場競爭的結果，并沒有那么多的深層含義。”由此看來，“摩爾定律”正在逐漸褪去近40年來一直籠罩在其頭上的“神圣”光環，緩步走下神壇。
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