在經歷50多年的不斷小型化發展之后,晶體管體積將在2021年停止縮減。這是最新的2015國際半導體技術路線圖(ITRS)得出的結論,意味著屆時摩爾定律將不再有效。
本月初發布的這一路線圖認為,在2021年之后,對公司來說繼續縮微處理器中的晶體管不再經濟,芯片制造商將使用其它手段提升晶體管密度,即從水平轉為垂直,建立多層電路。
一些人認為,這種變化可能意味著摩爾定律死亡的又一喪鐘。而更加雪上加霜的是,這也是最后一份ITRS路線圖。
代表著IBM、英特爾等公司且是ITRS關鍵贊助方的半導體行業協會(SIA)稱,行業參與度降低以及企業參與其他計劃的興趣增強,是當前情況出現的主要原因。SIA將與半導體研究公司(SRC)合作為政府和行業資助的項目確定應該優先研發的項目。其他的ITRS成員將參與制定一個新的路線圖。
美國IEEE Spectrum網站援引VLSI Research公司分析師Dan Hutcheson稱,這種路線圖的變化表面上看似乎所以無關緊要的行政管理上的變動,但是對于整個行業來說,無異于一個“一場重大破壞,或者說是地震。”
摩爾定律與ITRS路線圖
1965年,英特爾聯合創始人摩爾(Gordon Moore)觀察到,集成電路中的元件集成度每12個月就能翻番。在對數據進行提煉和簡化后,這一現象就被稱作“摩爾定律”:單位芯片晶體管數量每12個月增長一倍。1975年,摩爾更新了摩爾定律,將半導體行業的發展周期從12個月增加至24個月。
但是,芯片開發是一個復雜過程,需要用到來自多家公司的器械、軟件和原材料,實現摩爾定律描述的目標無法依靠僥幸。
為了確保廠商根據摩爾定律制定協同的時間表,整個行業就遵循了共同的技術發展路線圖。1992年,英特爾、臺積電、GlobalFoundries和IBM等廠商組成的行業組織SIA開始發布這種路線圖。1998年,SIA與全球其他地區的類似組織合作,成立了“國際半導體技術路線圖”(ITRS)組織。
時代變遷
但是在追求符合摩爾定律的道路上所面臨的困難和成本問題,也導致行業出現大幅整合。Hutcheson估計,2001年全球有19家開發并生產配備最先進晶體管邏輯芯片的公司,但是到了今天只剩下4家:英特爾、臺積電、三星和GlobalFoundries。IBM此前也屬于這一行列,不過近期其芯片工廠賣給了GlobalFoundries。
Hutcheson稱,這些公司擁有自己的路線圖,也可以直接和他們的設備及原材料供應商進行交流。此外,他們之間的競爭也異常激烈:
他們不希望坐在一間屋子里,去談論他們的需求是什么。
這有點像足球賽剛開始時還只是玩樂,到了季后賽就相當殘酷了。
ITRS主席Paolo Gargini稱,“整個行業已經變了”。已經不再自己生產芯片的半導體公司,如今依靠代工廠為他們帶來先進的技術。此外,蘋果、谷歌和高通等芯片買家和設計者,則日益主導著對未來芯片配置的要求。Gargini稱:
曾經,半導體公司決定他們的半導體產品特點,如今已經不是這種情況了。