集成電路產業發展的強大動力（圖）

圖1為由電晶體構成的微處理器。

個人電腦、智慧型手機已成為當代人生活中不可或缺的一部分，細心的人會注意到，這些搭載著由電晶體構成的微處理器的電子產品，在成本價格顯著下降的同時，性能和能效方面卻實現了飛速提升，為我們的生活帶來了極大便利。

如今，手機和手錶已實現了智能化，汽車也變成了流動的電腦。

在短短几十年間所發生的巨大改變，離不開一個即將「死亡」的定律——摩爾定律。

什麼是摩爾定律

摩爾定律並不是什麼物理定律，而是一個機遇。

這一定律揭示了信息技術進步的速度，猶如一隻無形的大手，推動了整個集成電路產業的強勁發展。

圖為1965年4月19日，時任矽谷仙童半導體公司研發總監的戈登·摩爾在《電子學》雜誌上大膽「預言」：半導體晶片上集成的電晶體和電阻數量將每年增加一倍。

1965年4月19日，時任矽谷仙童半導體公司研發總監的戈登·摩爾在《電子學》雜誌上大膽「預言」：半導體晶片上集成的電晶體和電阻數量將每年增加一倍。

這一天也就成為了摩爾定律的「生日」。

10年後，已成為英特爾創始人之一的摩爾對「預言」進行了修正，把「每年增加一倍」改為「每兩年增加一倍」。

科技行業正式將其稱之為「摩爾定律」。

圖2為世界上第一個電晶體。

摩爾定律中所提到的電晶體是手機、電腦等現代智能設備最基礎的組成部分。

把電晶體集成到一小塊薄片上，就是微處理器。

微處理器便是手機和電腦的核心部件。

製作微處理器和電晶體最基本的材料是半導體，性價比最高的半導體是矽。

如今，電晶體、微處理器和矽已經構成了現代所有生活的基石。

這就是為何矽谷成了創造現代科技的核心區。

摩爾做出預言後，轉身就投入到因特爾的創業上了。

隨著晶片行業競爭的加劇，摩爾定律逐漸成為鑑定晶片公司能否成活的標誌。

80多歲的摩爾曾說，一開始我只想記錄下集成電路的發展歷史，沒想到它逐漸受到各大公司的認可，他們想辦法來達到這樣的速度，否則就會死掉。

1971年，因特爾的第一代微處理器包含2300個電晶體，單個電晶體要150美元，而現在因特爾酷睿i5處理器則包含超過10億個電晶體，價格在0.0003美元左右。

早期的電晶體有一個巴掌大，如今最小的電晶體只有14納米。

摩爾定律是一種願望，而不是自然規律。

它的持續成功需要一大批人不懈奮鬥，不斷推進基本物理定律的發展。

極致的創新帶來的規律是半導體行業能不斷提供性能更高、功耗更低、成本更低的產品。

對於大眾來說，可以在更短的周期里使用到更好的產品，而且並不用付出更多的費用。

這是摩爾定律真正的價值所在。

摩爾定律的未來

50多年來，在摩爾定律影響下，個人計算機和智慧型手機迅速普及，網際網路信息技術革命席捲全球。

但如今，已經開始有跡象顯示，如果矽電晶體繼續微型化下去，將達到僅含有少量原子排列的維度。

根據可見的物理極限判斷，這種情況下電晶體和電子電路將無法有效工作。

在這種發展趨勢下，摩爾定律正在步入晚年，甚至有可能在接下來的十年內不復成立。

那麼統治晶片發展行業的摩爾定律一旦失效，未來會不會很暗淡呢？

在摩爾定律思維下，未來當然暗淡。

但人類從來不會固執一念，比如阿爾法狗的研發。

圍棋棋局的可能數量是10的170次方，單憑摩爾定律帶來的海量計算資源是無能為力了，工程師可以通過其他方式研發出深度學習計算機——阿爾法狗。

因此，摩爾定律的結束，可能將開啟一個新的時代。

【參考資料】

1、《科技導報》2015年33卷第10期125頁《摩爾定律已經接近物理極限了嗎》

http://blog.sciencenet.cn/blog-502444-885545.html

2、人民郵電報

《存在50年的摩爾定律正在失靈？》

http://news.xinhuanet.com/tech/2016-02/17/c_128727604.htm

3、《 人民日報 》（ 2015年05月08日 22 版）

《下一個「摩爾定律」在哪裡》

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