“自我實現的預言”摩爾定律，如何繼續(xù)引領創(chuàng)新

59年前，1965年4月19日，英特爾公司聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾（Gordon Moore）應邀在《電子》雜志上發(fā)表了一篇四頁短文，提出了我們今天熟知的摩爾定律（Moore’s Law）。

就像你為未來的自己制定了一個遠大但切實可行的目標一樣，摩爾定律是半導體行業(yè)的自我實現。雖然被譽為技術創(chuàng)新的“黃金法則”，但一些事情尚未廣為人知…….

1. 戈登·摩爾完善過摩爾定律的定義

在1965年的文章中，戈登·摩爾提出，在未來十年內，芯片上的晶體管數量將每年翻一番。1965-1975年半導體技術的發(fā)展情況印證了他的預測。1975年，他將他的預測調整為芯片上的晶體管數量將每兩年翻一番，而成本只會略有增加，形成了如今的摩爾定律。

2 摩爾定律是對半導體技術創(chuàng)新趨勢的預測

摩爾定律是戈登·摩爾對半導體技術的觀察和對未來發(fā)展的預測，而非物理定律或自然規(guī)律。

摩爾定律之所以能一直持續(xù)，是因為一代又一代半導體人堅持不懈的探索。

3. 持續(xù)創(chuàng)新是摩爾定律的精神所在

對半導體行業(yè)而言，摩爾定律像一面旗幟，引領著整個行業(yè)不斷探索全新技術。摩爾定律體現了以技術創(chuàng)新持續(xù)推動算力指數級提升的信念。

持續(xù)創(chuàng)新正是摩爾定律的精神所在。英特爾CEO帕特·基辛格表示：“在窮盡元素周期表之前，摩爾定律都不會停止。”

4. 摩爾定律為數字化世界奠定了基礎

在過去的五十多年里，摩爾定律一直在推動半導體行業(yè)發(fā)展。作為算力的載體，半導體是信息技術發(fā)展的基石，因而摩爾定律為我們所處的這個日益數字化、智能化的世界奠定了基礎。

摩爾定律為制造速度更快、體積更小、價格更實惠的晶體管提出了要求，帶來了計算機、互聯(lián)網、智能設備的快速迭代，驅動了各種數字化應用的蓬勃發(fā)展。

5. 摩爾定律仍在持續(xù)

雖然業(yè)界有眾多討論，但摩爾定律仍然在很好地延續(xù)著。目前，單個設備中的晶體管數量為數十億，英特爾預計，到2030年，單個封裝中集成的晶體管數量將達到一萬億。這一增長節(jié)奏仍然符合摩爾定律。

6. 晶體管微縮仍有創(chuàng)新空間

推進摩爾定律的傳統(tǒng)路徑，把晶體管做得越來越小，終有一天將會走到盡頭，但目前而言，制程技術的創(chuàng)新空間還有很大。

英特爾將于Intel 20A和Intel 18A兩個節(jié)點開始采用RibbonFET全環(huán)繞柵極晶體管架構和PowerVia背面供電技術，開啟半導體制程的“埃米時代”。接下來的Intel 14A將采用High-NA EUV（極紫外光刻）技術。英特爾也在探索互補場效應晶體管（CFET）架構和直接背面觸點等更先進的背面供電方案。

7. “系統(tǒng)工藝協(xié)同優(yōu)化”將驅動摩爾定律的下一波浪潮

英特爾認為，摩爾定律的下一波浪潮將依靠名為系統(tǒng)工藝協(xié)同優(yōu)化（STCO）的發(fā)展理念。

系統(tǒng)工藝協(xié)同優(yōu)化是一種“由外向內”的發(fā)展模式，從產品需支持的工作負載及其軟件開始，到系統(tǒng)架構，再到封裝中必須包括的芯片類型，最后是半導體制程工藝。系統(tǒng)工藝協(xié)同優(yōu)化，就是把所有環(huán)節(jié)共同優(yōu)化，由此盡可能地改進最終產品。

8. 先進封裝技術正成為延續(xù)摩爾定律的關鍵技術

先進封裝技術的發(fā)展，如英特爾的EMIB 2.5D和Foveros 3D封裝等技術，可實現芯粒的高帶寬連接，從而讓每個特定功能的芯粒都可以基于最合適的制程技術打造，提升芯片的整體性能并降低功耗。

英特爾也在探索基于混合鍵合的下一代3D先進封裝技術，有望將互連間距繼續(xù)微縮到3微米，實現準單片式芯片，即與一整塊大芯片相似的互連密度和帶寬。

9. 材料創(chuàng)新將助力摩爾定律的延續(xù)

玻璃基板通過封裝材料的更新，大幅提高基板上的互連密度，助力打造高密度、高性能的芯片封裝。

英特爾還在探索過渡金屬二硫屬化物等2D通道材料，可用于CMOS晶體管關鍵組件，有望進一步微縮晶體管物理柵極長度。

10. 推進摩爾定律，還有更多可能性

超越CMOS的新型器件和神經擬態(tài)計算、量子計算等有望大幅提高性能、降低功耗的全新計算范式，也將為摩爾定律的延續(xù)開辟新的空間。