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摩尔定律或在2021终结,这会是半导体厂商的噩梦?-lol比赛下注平台

lol比赛下注平台 互联网 2021年10月11日
本文摘要:50年前,英特尔创始人之一戈登摩尔明确提出了摩尔法则。集成电路可容纳的电晶(晶体管)数量,约24个月后不会加倍。近几十年来,这条法则可以说是科技界的铁律,无论是半导体厂商还是芯片设计商,都完全按照这条法则发展。 但是,在过去的两年里,英特尔派的半导体制造商开始减慢工艺的升级,人们也开始讨论摩尔法则的应验是否已经过热,半导体制造商应该如何面对这样的挑战呢?

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50年前,英特尔创始人之一戈登摩尔明确提出了摩尔法则。集成电路可容纳的电晶(晶体管)数量,约24个月后不会加倍。近几十年来,这条法则可以说是科技界的铁律,无论是半导体厂商还是芯片设计商,都完全按照这条法则发展。

但是,在过去的两年里,英特尔派的半导体制造商开始减慢工艺的升级,人们也开始讨论摩尔法则的应验是否已经过热,半导体制造商应该如何面对这样的挑战呢?从最近一期的半导体国际技术路线图可以看出,到2021年,微处理器内部晶体管尺寸增大的工程进度不是上升,而是暂停增长,这意味着推进半导体行业变革的摩尔法则解散了月亮的历史舞台。遵循摩尔法则有多难?实质上,过去几十年半导体行业几乎没有与摩尔法则一致的节奏。从1965年到1975年,芯片上的晶体管数量每年完全翻番,但1975年以后,由于技术允许,周期变成了2年,到上世纪90年代末为止,回到了正规化。

现在半导体制造商面临什么困难?目前,半导体制造商最先进的设备半导体工艺已经超过14nm,向10nm前进,但这已经无限相似硅材料的物理无限大。有人不说未来还没有7nm和5nm,事实真的不是这样吗?之后,根据摩尔法则开发更高级的技术制程,不会面临物理和经济(投入产出比)两方面的挑战。

摩尔法则本身是物理法则,但硅晶体管尺寸相似10nm时,格栅水解层的厚度只相当于10个原子的厚度。这不容易产生量子效应,晶体管的特性无法控制,如漏电问题。

对半导体制造商来说,这是一堵不透明的墙。此外,由于晶体管尺寸的增大,芯片生产成本逐渐减少,多年来每个芯片的毛利率不会超过生产成本。显而易见,未来大多数制造商会根据投入产出比自由选择具有商业价值的工艺。

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如何应对?即使半导体制造商不能进一步扩大晶体管的尺寸,这并不意味着半导体行业已经停滞,业内人士指出有两个方案。许多业内人士回答说,虽然晶体管的尺寸不能增大,但未来需要通过填充技术来提高晶体管的密度这种技术在成熟期后可以同时确保经济和技术效益。目前,这种3D技术实际上已经应用于存储芯片。例如,英特尔发售的3DxPoint存储技术在寿命、存储速度和容量密度方面比传统存储低几个level。

另外,三星和闪存等存储厂商也在这个领域发售了各自的产品。此外,行业还指出,我们可以找到硅胶材料的替代品,比如利用新型纳米材料,可能做出类似分子大小的电路。因此,国内外已经着手研究这些新材料。在这么多可能成为硅的继承人中,石墨烯的声音确实是最低的,任正非公开回应,石墨烯时代政治宣传硅时代。

石墨烯之所以受到业界的关注,是因为它比硅材料更多,是世界上最厚、导电性能最弱的材料。石墨烯原子薄,具有强度低、导电和导电效率高等优良特性,石墨烯与其他要素混合或填充时也具有半导体特性。但是,限制石墨烯商业化的是,这种材料现在还不能批量生产,石墨烯的制造成本也很高,生产1克石墨烯的材料比黄金高得多。

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