摩尔定律50岁了

冰蚁

摩尔定律本周日就将迎来50岁生日，但它或许撑不到60岁。

摩尔定律的大致内容是：计算机的计算性能或芯片上的晶体管数量大约每过两年就会翻一番。自从英特尔联合创始人戈登・摩尔(GordonMoore)1965年首次在《电子学杂志》(ElectronicsMagazine)的一篇论文中公布这一定律以来，整个科技进程都在沿着它的预测前进。

芯片行业的稳步发展已经给计算行业带来了直接利益：每一代芯片的体积都比上一代更小，而性能至少与上一代持平，价格也更加便宜。2015年的英特尔芯片拥有数十亿个晶体管，而摩尔发布论文时预计1975年将有6.5万个晶体管。

然而，芯片生产总归要受制于物理极限，而英特尔这样的公司正在逐渐接近这一极限。就连摩尔本人也在2010年接受采访时表达了同样的观点。他说，一旦晶体管的体积小到原子那么大，就不可能再小了。到那时，提升计算性能的唯一办法就是调转方向，增大芯片体积，所以成本也必然增加。

没有多少人比英特尔CFO斯塔西・史密斯(StacySmith)更清楚这一状况，他的工作就是确保英特尔的工程师继续保持摩尔定律的有效性。他在该公司周二发布财报后接受了Re/code的采访，并表示英特尔目前只能提前展望未来几代芯片制造技术。他不愿多谈之后的情况。

“摩尔定律是一种经济学观察，而不是物理学观察。”史密斯说，“摩尔发现，晶体管的单位成本会随着时间的推移而下降，使得我们可以借此提升性能。”

曾几何时，芯片小型化的趋势似乎永无止境，但现在看来，这种物理极限将会给英特尔造成烦恼。截至上一季度末，该公司有半数的芯片出货量都采用了新的14纳米工艺，取代了之前的22纳米工艺。
1纳米等于十亿分之一米，从纸面上看，一个英文句号的尺寸大约就相当于100万纳米。14纳米的物体体积小于常见的病毒细胞，基本与常见细菌的外细胞壁厚度相仿。

史密斯表示，展望未来，英特尔可以实现10纳米工艺，但他也表现得很谨慎，不肯预测具体的时间。倘若按照常规的计划，英特尔可能会在明年末的某个时间开始生产10纳米芯片。

英特尔还在“提前展望”7纳米技术。“我们可以看到7纳米，但这种提前展望表明，我们仍然可以按照以往的提升速度继续降低晶体管的成本。”史密斯说。史密斯同样没有透露具体时间，但按照以往的惯例，该公司可能会在2018年的某个时候推出7纳米工艺芯片。

在此之后，前景可能就会模糊。下一个里程碑将是5纳米，按照之前的规律，大概会在2020年末实现。（5纳米相当于一个DNA链的尺寸）。按照常规的2年产品周期计算，大约要等到2022年。很多人了解相关技术的人都给出了类似的时间预测，那时距离摩尔定律60岁还有3年时间，而摩尔定律也将会达到它的逻辑极限。

谈到这里，史密斯提到了英特尔CEO科再奇(BrianKrzanich)，他说：“布莱恩会说，从7纳米缩小到5纳米将变得更加困难，能达到这一水平的人将越来越少。”

英特尔会怎样应对？他并没有明说，但这并不意味着英特尔没有制定长期计划。毕竟，该公司仅去年的研发成本就高达115亿美元，高于2012年的101亿美元，而且额外付出了100亿美元的资本开支。很少有人能够跟上英特尔的步伐。10年前，拥有尖端芯片生产能力的企业有18家，今天仅剩4家，包括英特尔、三星、GlobalFoundries和台积电。

但世界科学家永远都怀有希望：世界各地的研究人员已经证明，晶体管的体积可以降至3纳米甚至1纳米。2012年，澳大利亚的一个团队就用一个磷原子制作了一个晶体管。但这些都是在严格的实验室环境中实现的，远未达到量产的水平。

另外还有其他一些材料可以取代硅来制作芯片：曾经有人提到过硅锗和纯锗，甚至是石墨。
英特尔尚未透露如何突破5纳米。该公司曾经多次透露，一项名为“远紫外光刻”(Extreme UltraVioletLithography)的技术或许可以实现这一目标。但该技术价格昂贵、工艺复杂，只能在真空环境中进行。

英特尔曾经多次证明，有关摩尔定律将会终结的预言并不正确。但今后要继续做到这一点，却并非易事。

有牙老虎

能确定的是到2022年我60岁。