在經(jīng)歷50多年的不斷小型化發(fā)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(dǎo)體技術(shù)路線圖(ITRS)得出的結(jié)論,意味著屆時(shí)摩爾定律將不再有效。
本月初發(fā)布的這一路線圖認(rèn)為,在2021年之后,對(duì)公司來說繼續(xù)縮微處理器中的晶體管不再經(jīng)濟(jì),芯片制造商將使用其它手段提升晶體管密度,即從水平轉(zhuǎn)為垂直,建立多層電路。
一些人認(rèn)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(guān)鍵贊助方的半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)稱,行業(yè)參與度降低以及企業(yè)參與其他計(jì)劃的興趣增強(qiáng),是當(dāng)前情況出現(xiàn)的主要原因。SIA將與半導(dǎo)體研究公司(SRC)合作為政府和行業(yè)資助的項(xiàng)目確定應(yīng)該優(yōu)先研發(fā)的項(xiàng)目。其他的ITRS成員將參與制定一個(gè)新的路線圖。
美國IEEE Spectrum網(wǎng)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(guān)緊要的行政管理上的變動(dòng),但是對(duì)于整個(gè)行業(yè)來說,無異于一個(gè)“一場(chǎng)重大破壞,或者說是地震?!?/p>
摩爾定律與ITRS路線圖
1965年,英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人摩爾(Gordon Moore)觀察到,集成電路中的元件集成度每12個(gè)月就能翻番。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉和簡(jiǎn)化后,這一現(xiàn)象就被稱作“摩爾定律”:?jiǎn)挝恍酒w管數(shù)量每12個(gè)月增長(zhǎng)一倍。1975年,摩爾更新了摩爾定律,將半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展周期從12個(gè)月增加至24個(gè)月。
但是,芯片開發(fā)是一個(gè)復(fù)雜過程,需要用到來自多家公司的器械、軟件和原材料,實(shí)現(xiàn)摩爾定律描述的目標(biāo)無法依靠?jī)e幸。
為了確保廠商根據(jù)摩爾定律制定協(xié)同的時(shí)間表,整個(gè)行業(yè)就遵循了共同的技術(shù)發(fā)展路線圖。1992年,英特爾、臺(tái)積電、GlobalFoundries和IBM等廠商組成的行業(yè)組織SIA開始發(fā)布這種路線圖。1998年,SIA與全球其他地區(qū)的類似組織合作,成立了“國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖”(ITRS)組織。
時(shí)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(dǎo)致行業(yè)出現(xiàn)大幅整合。Hutcheson估計(jì),2001年全球有19家開發(fā)并生產(chǎn)配備最先進(jìn)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(tái)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(shè)備及原材料供應(yīng)商進(jìn)行交流。此外,他們之間的競(jìng)爭(zhēng)也異常激烈:
他們不希望坐在一間屋子里,去談?wù)撍麄兊男枨笫鞘裁础?/strong>
這有點(diǎn)像足球賽剛開始時(shí)還只是玩樂,到了季后賽就相當(dāng)殘酷了。
ITRS主席Paolo Gargini稱,“整個(gè)行業(yè)已經(jīng)變了”。已經(jīng)不再自己生產(chǎn)芯片的半導(dǎo)體公司,如今依靠代工廠為他們帶來先進(jìn)的技術(shù)。此外,蘋果、谷歌和高通等芯片買家和設(shè)計(jì)者,則日益主導(dǎo)著對(duì)未來芯片配置的要求。Gargini稱:
曾經(jīng),半導(dǎo)體公司決定他們的半導(dǎo)體產(chǎn)品特點(diǎn),如今已經(jīng)不是這種情況了。