《電子技術(shù)應(yīng)用》
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摩爾定律不行了 但半導(dǎo)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(shù)式增長。然而,隨著歷史上第一次出現(xiàn)每個晶體管成本的上升,我們已經(jīng)進入到了一個回報遞減的時代。

  我們只有在硬件和軟件創(chuàng)新上更聰明,才能從新興的物聯(lián)網(wǎng)中獲取最大的價值。或許聰明方式是對已經(jīng)進行了半個世紀(jì)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(xiàn)將數(shù)百億個設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的愿景(思科公司預(yù)測400億個智能設(shè)備和另外100億個嵌入智能模塊的傳統(tǒng)機器設(shè)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(chuàng)新和增長會以同樣的速度持續(xù)發(fā)展,但是需要我們從每兩年晶體管數(shù)量翻一倍的這種持續(xù)重壓中暫緩一下。

  至今,我們一直通過減小芯片尺寸或節(jié)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(fā)展速度。成本效益比率在28納米的時候達(dá)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。

QQ截圖20150516155019.png

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

  當(dāng)然,芯片會繼續(xù)縮小。我們會與其他的半導(dǎo)體公司繼續(xù)推進到10納米的目標(biāo),但是超越10納米則需要發(fā)展新的科技、技術(shù)和不斷完善的制造加工工藝。極紫外線(EUV)光刻、其他半導(dǎo)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(yè)的發(fā)展,讓數(shù)以千計的開發(fā)者來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新與增長。我們能通過設(shè)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(lián)網(wǎng)設(shè)備通常擁有較少的晶體管數(shù)量,因此并不需要最先進的(同時也是最貴的)的過程節(jié)點。

  如果以20納米為最佳節(jié)點尺寸作為前提,那么堅定這個節(jié)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(shù)字組件那樣會縮小,但是將他們?nèi)谌胂鄬Τ墒斓?0納米平臺將加速萬物互聯(lián),無論是小到手表、個人健康和家庭設(shè)備,還是大到汽車、運輸、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)以及工業(yè)控制。

  我們這類行業(yè)可以接觸到低成本硬件,包括從傳感器到信號轉(zhuǎn)換器和無線接口。在這個行業(yè)中,我們所有人現(xiàn)在需要做的是將接口標(biāo)準(zhǔn)化,以確保互通性。盡管摩爾定律暫停了,但半導(dǎo)體的最好時代仍在前方。


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