摩尔定律:始于半导体 终于物理极限?

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那么何为物理极限呢?从技术方面来看,随着晶体管尺寸的不断缩小,源极和漏级之间的漏电现像会增大,从而导致晶体管无法正常工作。基于此环境之下,三星推出的3D晶体管技术,很好的解决了此问题,这也使得制程工艺再进一步,从而逐渐达到如今的10nm。

在今年9月份举办的“英特尔精尖制造日”峰会中,英特尔以14nm和10nm制程工艺为例,通过其晶体管密度以及成本对比,再一次体现出了摩尔定律的准确度。英特尔高级院士、技术与制造事业部制程架构与集成总监Mark Bohr也表示,在技术层面,英特尔依旧坚守Tick-Tock战略,这也是摩尔定律最好的体现。

摩尔定律的影响

起初,摩尔定律的提出只为预测半导体行业的发展趋势,但是随着其在半导体行业的声名鹊起,外界各行各业对于竞相仿效,从而衍生出多版本的“摩尔定律”,其深远影响使我们的生活获益良多。

在经济方面,随着制程工艺的逐渐提升,晶体管体积也越来越小,但性能却得到了较大的提升,成本也随之不断降低。

在技术方面,摩尔的推演总结将复杂、昂贵的计算普及为生活的必需品,从数据分析,目前这些的创新都源于摩尔的发现。

在社会影响方面,计算的普及改变了我们的生活方式,也推动了科技以及社会的发展,这对于各行各业来说,都是一大幸事。

摩尔定律会否消亡?

事实上,自摩尔定律被推出后,其存亡时间一直是业界所争论不休的话题。以如今来说,当半导体行业无数业内人士发声表示,摩尔定律将消亡时,科技界却爆出一则惊人消息:1nm制程工艺“问世”。这则消息是由劳伦斯伯克利国家实验室传出的,其实验室研究人员阿里·加维表示:“此项研究说明,我们的晶体管将不再局限5nm栅极,如果使用适当的半导体材料,摩尔定律将继续有效。”

据了解,加维所说的适当的半导体材料为二硫化钼,硅材料在栅极长度为5nm甚至更长时,其优势相当明显,但其栅极长度在5nm之下时,将会产生“隧道效应”,从而阻止电流从源极流向漏极。这种情况将会使电子失控,无法达到我们想要的效果。而二硫化钼则有所不同,在此环境之下,它流动的电子更重,所以可以通过更短的栅极来控制电流从源极流向漏极。通过一系列实验测试,劳伦斯伯克利国家实验室研究人员摒弃传统的光刻技术,选择1nm的碳纳米管作为栅极,从而更好的配合二硫化钼晶体管控制其电子流动。

这则实验研究成果再次证明了摩尔定律依旧存在,而从目前来看,似乎摩尔定律的消亡直接取决于半导体芯片制程工艺的物理极限。如果半导体芯片制程工艺未达极限,那么摩尔定律将一直“活着”。其实,摩尔定律虽然源于半导体行业,但并不会终止于半导体行业,其思想与观点奠定了所有现代技术丰富的基础,其创新的相关产品已经完美的与我们生活融合在一起。未来,它将代表一种趋势一直存在于物联网、医疗以及教育等各个领域。

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