摩爾定律已過時？誰還能撐起芯片的天下？

熟悉半導體行業的人想必對摩爾定律很熟悉，摩爾定律自問世以來就是半導體行業的最高目標，正是基于該目標，電子設備變得更加快速、高效且便宜，然而隨著集成電路的尺寸越來越小，摩爾定律逐漸難以實現，因此很多人聲稱：摩爾定律已死。

摩爾定律簡單來說是一個著名的經驗規律，即每18-24個月里，集成電路柵可容納的晶體管數量將翻倍因此，同時成本也將下降一半。該定律已持續幾十年，但隨著新工藝節點的不斷推出，工藝制程也在一步步向著物理極限逼近，實現摩爾定律越來越困難。

對于摩爾定律達到極限的說法，很多人將其歸于量子隧穿效應，即晶體管如果持續縮小，甚至可能到達幾個原子的尺寸。在這個尺度下，量子效應會大大增強。這時，不需要給柵極施加電流，某些電子就可以直接從發射極直接流向集電極，這意味著晶體管的功能受到很大削弱，會導致非常嚴重的后果。

因此，為了繼續減小柵極大小，人們也提出了多種解決方法，如將柵極材料替換成高介電材料，以防止電子的穿透?；蛘邔艠O做成類似魚鰭的叉狀 3D 架構，用立體結構取代平面器件來增強柵極的控制能力，以減小量子隧穿對芯片的影響。

但這些方法無一例外都屬于“緩兵之計”，若是沒有材料上的突破性進展，摩爾定律依然會死去。

越來越多人認為，摩爾定律的極限將在 2025 年左右到來，但也有樂觀的人認為還能持續更久。然而隨著ChatGPT的流行，關于摩爾定律已死的討論也越來越多，其中包括摩爾定律創始人戈登·摩爾。

雖然晶體管數量的增加趨于平緩是不爭的事實，但是各大廠商為了能跟上摩爾定律，仍然在不斷努力。未來人類可能會通過優化硬件結構和使用更高效的材料來提高晶體管的性能，或者采用新型的計算架構，例如量子計算機和神經元計算機等，來滿足不同領域和應用的需求。

在 AI 迎來“寒武紀大爆發”的當下，我們需要更強大、更快速、更節能的芯片去支持更復雜、更智能、更創新的AI系統。