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摩尔定律为什么会消失,摩尔定律为何会失效

来源:整理 时间:2022-06-05 17:22:07 编辑:科技知识 手机版

摩尔定律意味着一个芯片上可以容纳的晶体管数量每18-24个月就会翻倍,性能也会翻倍,价格不变。如果芯片上晶体管的密度继续增加,电路的宽度会继续减小,无论是导电区还是绝缘区都会越来越窄。预计在2020年这一年之后,随着光刻机技术的提高,摩尔定律将被颠覆,芯片中可以容纳的元件数量可能在6-8个月或更短的4-6个月内翻一番。

打破摩尔定律,你认为碳基芯片会取代硅基芯片吗?

不论是碳基集成电路还是硅基集成电路,一般人了解这个根本没什么用处,即使其了解了一些碳基集成电路和硅基集成电路的知识,想跟周围的朋友们吹牛,也没人对这类知识也不感兴趣,并且掌握这类知识对于普通人来说,升职加薪毫无用处。若对集成电路感兴趣,建议还是学一下各种集成电路的应用,以及如何更好的用集成电路来设计电子产品。

摩尔定律为何会失效?是到达了物理极限还是人类智力极限?

首先,摩尔定律只是个经验规律而已,它不是不可突破的。失效了也就失效了,没什么大不了。摩尔定律来自于对历史数据的估算,本来也曾经修改过两次。一开始,被定为每12个月翻一番,后来又改成24个月翻一番,最后才是我们熟知的那个18个月版本。在那之后,半导体行业就尽量达到这个目标,以这个规律来指导行业的发展。

至于失效,也主要是因为物理极限。如果要在芯片上继续增加晶体管密度的话,线路的宽度会继续缩减,导电区域与绝缘区域都会变得越来越窄。在窄到一定程度的时候,会显示出较强的量子特征,例如量子隧穿。在这种时候,电子可能会越过绝缘体而出现在另一侧导体中,让导体和绝缘体的区别不那么明显。于是漏电现象和发热现象会变得很严重。

芯片已发展到2nm,摩尔定律会失效吗?芯片技术无法突破了吗?

2nm,2纳米,相当于2乘10负9次方米。2nm芯片是指光刻机每次曝光时留下介质层的间距,不是指整个芯片大小只有2nm。例如如果用7nm的光刻机,要实现2nm的芯片,需要最少曝光4次。摩尔定律是指当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。

这一定律揭示了信息技术进步的速度。尽管这种趋势已经持续了超过半个世纪,摩尔定律仍应该被认为只是观测或推测,而不是一个物理或自然的法则。预计到2020年今年之后,随着光刻机技术的提高,摩尔定律将被颠覆,也许6-8个月或者更短4-6个月,芯片可容纳的元器件的数目就会翻一倍。从理论上说,可以做到1nm的芯片或者更小,但是成本会成倍增加。

摩尔定律说硅基芯片的物理极限是7nm,为什么台积电还能做出5nm的芯片?

摩尔定律指的是在价格不变的情况下,芯片上可容纳晶体管数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。从当前芯片制造来看,要实现摩尔定律,芯片制造工艺必须不断提升。工艺节点从90nm65nm40nm28nm16nm到现在的7nm,芯片厂家不遗余力地减小晶体管栅极宽度来达到工艺的升级,但到了7nm之后,晶体管的漏电问题越来越严重,单纯靠减少晶体管栅极宽度的方法已经无法提升芯片制造工艺。

这时候各厂商各显神通,采取不同的方法解决漏电问题。英特尔的高介电薄膜SOI finfet技术等技术应运而生。但是难度越来越大,各大厂商严重受阻。GlobalFoundaries放弃了7nn的研发,intel也相继推10nm。目前,已经成功生产7nm的主要是TSMC和三星。TSMC的5nm预计明年在Q1量产,华为最新的麒麟990预计采用5nm技术。

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