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摩爾定律不行了 但半導體最好的時代還沒到來

2015-05-16

      在過去的50年,摩爾定律可靠地描述了硅芯片速度、功率和功能性的指數式增長。然而,隨著歷史上第一次出現每個晶體管成本的上升,我們已經進入到了一個回報遞減的時代。

  我們只有在硬件和軟件創新上更聰明,才能從新興的物聯網中獲取最大的價值。或許聰明方式是對已經進行了半個世紀的競速按下“暫停”鍵,并在一個硅片上塞入更多的晶體管。

  如果要實現將數百億個設備連入互聯網的愿景(思科公司預測400億個智能設備和另外100億個嵌入智能模塊的傳統機器設備),我們將需要大量低成本的、具備通信能力的芯片供給。好消息是創新和增長會以同樣的速度持續發展,但是需要我們從每兩年晶體管數量翻一倍的這種持續重壓中暫緩一下。

  至今,我們一直通過減小芯片尺寸或節點到更小納米級別的維度,以此來保持與摩爾定律一致的發展速度。成本效益比率在28納米的時候達到了最小值,而在那之后的每一個進展都需要更大的投資,因此降低了總性價比。

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  上圖:自摩爾闡述他的觀察后,單個晶體管成本第一次出現上升。隨著28納米的“甜蜜點”的到來,是時候去為下一代的創新而探索其他補充摩爾定律的方法了。

  當然,芯片會繼續縮小。我們會與其他的半導體公司繼續推進到10納米的目標,但是超越10納米則需要發展新的科技、技術和不斷完善的制造加工工藝。極紫外線(EUV)光刻、其他半導體材料、多重3D芯片堆棧和450毫米晶片只是一些新的極其昂貴的研究手段而已。

  但是,我們有很多種方式利用28納米來推進工業的發展,讓數以千計的開發者來實現物聯網的創新與增長。我們能通過設計工程而非工藝工程來推動成本、尺寸和功耗效率的進步。物聯網設備通常擁有較少的晶體管數量,因此并不需要最先進的(同時也是最貴的)的過程節點。

  如果以20納米為最佳節點尺寸作為前提,那么堅定這個節點為選擇的平臺和融入更多的功能,例如模擬和射頻組件,則是符合邏輯的下一步。模擬組件不像數字組件那樣會縮小,但是將他們融入相對成熟的20納米平臺將加速萬物互聯,無論是小到手表、個人健康和家庭設備,還是大到汽車、運輸、農業、制造業以及工業控制。

  我們這類行業可以接觸到低成本硬件,包括從傳感器到信號轉換器和無線接口。在這個行業中,我們所有人現在需要做的是將接口標準化,以確保互通性。盡管摩爾定律暫停了,但半導體的最好時代仍在前方。


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