誰(shuí)在加速摩爾定律的終結(jié)?

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作者:孫永杰

2015-04-24 10:59:40

摘自:創(chuàng)事記

業(yè)內(nèi)知道,摩爾定律再業(yè)內(nèi)有很多不同版本,大意是每十八個(gè)月(有一說(shuō)法是兩年),半導(dǎo)體的功能會(huì)翻增兩倍,或同一大小芯片能放兩倍的運(yùn)算單元,相同的成本能獲得兩倍的運(yùn)算能力。那么問(wèn)題來(lái)了,在這個(gè)時(shí)間段,究竟是什么原因?qū)е聵I(yè)內(nèi)沒(méi)有按照摩爾定律的規(guī)律前行,甚至出現(xiàn)了減緩?

就在幾天前,摩爾定律迎來(lái)其50歲的生日,相信業(yè)內(nèi)相當(dāng)?shù)娜撕臀覀円粯?,如果不是其時(shí)值50周年,摩爾定律似乎已被淡忘,至少在相關(guān)報(bào)道中,包括始終以摩爾定律為標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展的英特爾也是如此,而有關(guān)摩爾定律是否面臨終結(jié)的說(shuō)法也是不絕于耳。其實(shí)任何一個(gè)定律都有它的適用性和生命周期,基于此,我們認(rèn)為對(duì)于摩爾定律是否終結(jié)的討論嚴(yán)格意義講是個(gè)偽命題,所以我們?cè)诖讼胗懻摶蛘哒f(shuō)業(yè)內(nèi)忽略的是,摩爾定律為何會(huì)在過(guò)去和未來(lái)加速終結(jié)。

業(yè)內(nèi)知道,摩爾定律再業(yè)內(nèi)有很多不同版本,大意是每十八個(gè)月(有一說(shuō)法是兩年),半導(dǎo)體的功能會(huì)翻增兩倍,或同一大小芯片能放兩倍的運(yùn)算單元,相同的成本能獲得兩倍的運(yùn)算能力。摩爾定律并不是物理定律,只是戈登·摩爾(Gordon Moore)對(duì)科技行業(yè)的觀察,因?yàn)榭萍脊靖?jìng)爭(zhēng)激烈,要在行業(yè)中生存,只有不斷研究創(chuàng)新,搶先推出比對(duì)手更快更好的產(chǎn)品,于是摩爾定律成為自我實(shí)現(xiàn)的預(yù)言。從這個(gè)定律的內(nèi)容可以看出,從主觀上講,技術(shù)和成本(經(jīng)濟(jì)性)是決定摩爾定律能否延續(xù)的關(guān)鍵。但就像業(yè)內(nèi)一直爭(zhēng)論的是,技術(shù)受限于相關(guān)半導(dǎo)體材料本身特質(zhì)等因素(就是業(yè)內(nèi)探討的物理極限)的影響研發(fā)和制造難度會(huì)越來(lái)越大,除非未來(lái)發(fā)現(xiàn)更新的可替代傳統(tǒng)半導(dǎo)體的材料。

其實(shí)關(guān)鍵的問(wèn)題不在這里,因?yàn)槌思夹g(shù)上的瓶頸,更大的阻礙是其成本或者說(shuō)是經(jīng)濟(jì)性。業(yè)內(nèi)知道,每一代芯片工廠(chǎng)造價(jià)越來(lái)越貴,例如英特爾最新的14nm芯片工廠(chǎng)造價(jià)在50億美元左右。未來(lái)除了英特爾,臺(tái)積電,三星等少數(shù)業(yè)界巨頭,恐怕沒(méi)有幾家企業(yè)有財(cái)力興建10nm以下的芯片工廠(chǎng)。之前推出一代新的芯片技術(shù),都令芯片的計(jì)算成本下降,所以相關(guān)企業(yè)也樂(lè)于投放資源于新一代技術(shù)。下降趨勢(shì)在28nm到22nm節(jié)點(diǎn)時(shí)就已經(jīng)出現(xiàn),22nm的成本與28nm大抵相同,而14nm的成本預(yù)計(jì)會(huì)不跌反升。如此一來(lái),相關(guān)企業(yè)因成本考慮,選擇停留在28nm或22nm技術(shù),少了分?jǐn)?4nm的開(kāi)發(fā)成本,間接讓14nm芯片的造價(jià)更加昂貴,而這個(gè)問(wèn)題在10nm只會(huì)更嚴(yán)重。之前的IBM便是主要因?yàn)槌杀締?wèn)題,把芯片工廠(chǎng)賣(mài)掉,退出了半導(dǎo)體制造行業(yè)。

如果聯(lián)系上述28nm到22nm節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)下降的趨勢(shì)及英特爾2008年底發(fā)布Nehalem架構(gòu)之后,處理器的性能提升也同時(shí)放緩,且從2009年至2012年,桌面電腦每年的性能僅提升10%,而筆記本每年的性能僅提升16%,遠(yuǎn)低于以往的每年60%的提升率的事實(shí),不知業(yè)內(nèi)是否注意到,這個(gè)時(shí)間段是以智能手機(jī)和平板電腦誕生和開(kāi)始爆發(fā)性增長(zhǎng)的階段,與此同時(shí),傳統(tǒng)PC產(chǎn)業(yè)(摩爾定律體現(xiàn)最充分的產(chǎn)業(yè))則開(kāi)始出現(xiàn)下滑。那么問(wèn)題來(lái)了,在這個(gè)時(shí)間段,究竟是什么原因?qū)е聵I(yè)內(nèi)沒(méi)有按照摩爾定律的規(guī)律前行,甚至出現(xiàn)了減緩?

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