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宋豪新：下一个“摩尔定律”在哪里

//www.auribault.com 2015-05-08 来源：人民日报

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　　4月19日是摩尔定律的50岁“生日”。50年前，时任硅谷仙童半导体公司研发总监的戈登·摩尔在《电子学》杂志上发表文章大胆“预言”：半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每年增加一倍。10年后，已成为英特尔创始人之一的摩尔对“预言”进行了修正，把“每年增加一倍”改为“每两年增加一倍”。也正是在这一年，科技业界将摩尔的“预言”正式称为“摩尔定律”。50年来，这一看似简单的“预言”犹如一只无形的大手，推动了整个集成电路产业的强劲发展。

　　从内容上看，摩尔定律是在观察研究硅晶片光刻工艺的基础上，对行业发展成果的总结和预测。随着硅晶片光刻工艺的不断提高，构成集成电路的元器件密度也会相应提高，更大规模的集成电路生产成为可能，从而极大提高了计算机的性能。但是，人们很快发现，摩尔定律不仅适用于对集成电路芯片的描述，还精确地“预言”了计算机的数据处理能力和磁盘存储容量的发展趋势。许多科技企业发现，只要与摩尔定律的预测保持紧密同步，就能更好地利用半导体技术优势，不断加快技术创新步伐，在行业竞争中占据优势地位。

　　从1958年第一个只包含一个双极性晶体管、三个电阻和一个电容的集成电路问世，到如今动辄包含十亿个晶体管的处理器芯片，短短50多年时间，集成电路产业以前所未有的规模飞速发展。据统计，2014年，半导体生产商共制造了250万兆个晶体管，平均每秒有8万亿个晶体管问世。更重要的是，晶体管在升级的同时价格也在不断下降，普罗大众得以在相对低廉的价格下享受尖端的科技成果。

　　在摩尔定律影响下，个人计算机和智能手机迅速普及，互联网信息技术革命席卷全球。但是，有迹象显示，如果硅晶体管继续微型化下去，将达到仅含有少量原子排列的维度。根据可见的物理极限判断，这种情况下晶体管和电子电路将无法有效工作。许多专家认为，从这一趋势来看，摩尔定律正在步入晚年，甚至有可能在接下来的十年内不复成立。

　　那么，下一个摩尔定律会在哪儿呢？业界分析认为，它可能出现在拥有类人认知能力的高能效计算机上。按照摩尔定律的预测，到2018年时，单一芯片上的电晶体数量将超越人类大脑的脑细胞数量，机器具备感情已有了物理基础。事实上，许多计算机工程师也正努力从生物大脑的运转方式中汲取灵感，或在新材料、新元件的研发方面另辟新路。

　　任何一个定律都有其适用性和生命周期，但摩尔定律所追求的极致创新精神，却一直激励着人们挑战极限。无论是硬件还是软件的创新，都有可能为摩尔定律补位，进而改变科技产业和整个世界。

编辑：曹茂竹