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　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，1965年，英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)預(yù)測(cè)，計(jì)算機(jī)芯片的處理能力每?jī)赡昃蜁?huì)翻一番。盡管已經(jīng)過(guò)去40多年，摩爾定律仍然有效。

　　多年來(lái)，英特爾科技和制造集團(tuán)副總裁邁克·梅佰里(Mike Mayberry)曾不止一次聽(tīng)到相同的世界末日預(yù)言：摩爾定律將會(huì)失效。梅佰里甚至聽(tīng)到過(guò)同事這樣說(shuō)。但是，由于大量像梅佰里這樣的材料科學(xué)家不斷找到 使硅晶體管小型化的新途徑和其他替代材料——例如石墨烯，摩爾定律仍然在起作用。

　　市場(chǎng)研究公司IDC預(yù)測(cè)，2016年全球芯片銷(xiāo)售額將由今年的3150億美元增長(zhǎng)至3800億美元。數(shù)十年來(lái)，巨額的芯片銷(xiāo)售額吸引芯片研究成果走出實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)工廠，成為被應(yīng)用在包括從1960年代的大型主機(jī)到2012年的iPhone 5在內(nèi)的各種產(chǎn)品中的芯片。

　　摩爾定律的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人們的預(yù)期，研究人員的努力使得計(jì)算機(jī)尺寸越來(lái)越小，功能越來(lái)越強(qiáng)大。梅佰里說(shuō)，“如果只使用一成不變的技術(shù)，一般來(lái)說(shuō)肯定會(huì)遭遇極限。事實(shí)上，在過(guò)去的40年中，我們每5或7年就會(huì)對(duì)技術(shù)進(jìn)行大幅改動(dòng)，因此芯片的處理能力是沒(méi)有上限的?！?/p>

　　大量其他產(chǎn)業(yè)則沒(méi)有這么幸運(yùn)，超音速商業(yè)性飛機(jī)、家用聚變反應(yīng)堆、每加侖汽油能跑1000英里的汽車(chē)都還沒(méi)有問(wèn)世。計(jì)算產(chǎn)業(yè)有其他產(chǎn)業(yè)不具備的一個(gè)基本靈活性：它處理的對(duì)象是數(shù)據(jù)，而非原子。

　　芯 片廠商Analog Devices首席技術(shù)官薩姆·福勒(Sam Fuller)說(shuō)，“汽車(chē)和飛機(jī)處理的是物質(zhì)世界的對(duì)象”，例如乘坐它們的人的大小和質(zhì)量，“計(jì)算和信息處理則不存在這樣的限制，數(shù)據(jù)不存在大小和質(zhì)量， 不存在其他產(chǎn)業(yè)面臨的限制。計(jì)算產(chǎn)業(yè)存在不斷向前發(fā)展的可能”。

　　這意味著，即使摩爾定律失效，芯片尺寸不再不斷縮小，還有其他途徑可以提高計(jì)算機(jī)性能。但是，包括摩爾本人在內(nèi)的芯片產(chǎn)業(yè)樂(lè)天派也認(rèn)為，未來(lái)10年后摩爾定律將遇到麻煩。屆時(shí)，人們一直預(yù)測(cè)的物理限制將會(huì)顯示出威力。

　　摩 爾在1965年的一篇論文中稱芯片上集成的晶體管數(shù)量每年會(huì)翻一番，這就是摩爾定律的雛形。他在1975年的一篇論文中將芯片中集成的晶體管數(shù)量翻番的周 期確定為兩年。摩爾2005年表示，“我認(rèn)為摩爾定律并非是精確的”，但實(shí)際上摩爾定律還是相當(dāng)精確的。目前，英特爾根據(jù)摩爾定律確定了產(chǎn)品發(fā)布周期，一 年更新芯片架構(gòu)，下一年更新制造工藝。

　　世界上第一個(gè)晶體管1947年在貝爾實(shí)驗(yàn)室問(wèn)世。1964年出現(xiàn)了集成約30個(gè)晶體管的芯片，尺寸約為4毫米;英特爾的第三代酷睿i7四核芯片集成有14億個(gè)晶體管，尺寸為160平方毫米。

　　晶體管就是一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，與控制電燈的開(kāi)關(guān)相似，柵極(gate)控制著電流能否由源極(source)流向漏極(drain)。電子流過(guò)晶體管在邏輯上記為“1”，不流過(guò)晶體管記為“0”。一個(gè)芯片上整合的數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的晶體管就能通過(guò)影響相互的狀態(tài)來(lái)處理信息。

　　在 目前的芯片中，連接晶體管源極和漏極的是硅元素。硅被稱作半導(dǎo)體，因?yàn)樗袝r(shí)是導(dǎo)體，有時(shí)是絕緣體。晶體管柵極上的電壓控制著電流能否通過(guò)晶體管。為了跟 上摩爾定律的節(jié)奏，工程師必須不斷縮小晶體管的尺寸。英特爾目前采用22納米制造工藝，相當(dāng)于十億分之二十二米，或者人類頭發(fā)直徑的四千分之一。相比之 下，英特爾1971年推出的首款芯片4004采用10微米(10000納米)工藝，相當(dāng)于人類頭發(fā)直徑的十分之一。

　　英特爾Ivy Bridge芯片表明了不斷縮小晶體管尺寸的難度。為了由早期的32納米工藝升級(jí)到22納米工藝，英特爾專門(mén)開(kāi)發(fā)出了三柵極芯片設(shè)計(jì)，不但進(jìn)一步縮小了晶體管尺寸，還降低了能耗。

　　但是，開(kāi)發(fā)三柵極晶體管并非易事。英特爾研究人員在2002年就開(kāi)發(fā)成功了三柵極晶體管——?dú)v經(jīng)9年才投入大規(guī)模生產(chǎn)。這還不是唯一的挑戰(zhàn)，其他挑戰(zhàn)包括利用金屬制造柵極、使用銅而非鋁線連接晶體管等。

　　英特爾計(jì)劃2013年將制造工藝進(jìn)一步升級(jí)到14納米，然后是10納米、7納米，2019年時(shí)升級(jí)到5納米。

　　不斷升級(jí)制造工藝的并非只有英特爾。在芯片產(chǎn)業(yè)，許多公司依靠合作跟上摩爾定律的發(fā)展步伐。利用學(xué)術(shù)界研究成果、內(nèi)部開(kāi)發(fā)和業(yè)界合作，芯片公司解決了電子隧道效應(yīng)、電流泄露等大量問(wèn)題。