摩尔定律是什么?

摩尔定律是什么?
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影响半导体、计算机科技与数位产业深远的摩尔定律,你真的了解它的威力吗?

相信如果是半导体产业相关的人,应该对摩尔定律(Moore’s law)熟到不能再熟了。

摩尔定律是美国半导体大厂Intel 的创办人之一戈登.摩尔(Gordon Moore)在1965 年于《电子学》(Electronics)杂志所提出。电晶体(Transistor)左右了晶片的效能,而摩尔发现,每个晶片上可容纳的电晶体数目,会按照几何级数的法则增长,每一年约会增加一倍,运算性能提升40%。他在1975 年更改说法,调成每两年成长一倍。后来执行长大卫.豪斯(David House)又提出每18 个月增长一倍的理论,成为后世普遍参照的说法。

但有趣的是,戈登.摩尔在1997 年的采访中表示,自己从来没有说过「每18 个月」,且半导体制造技术联盟(Semiconductor Manufacturing Technology,SEMATECH)路线图是跟从24 个月的周期在进行。

摩尔定律可说是科技发展非常重要的自然法则,也是很强劲的预测理论。它不仅成就半导体半个多世纪以来的发展,我们现在常用的智慧型手机、个人笔电等发明都与之有密切关联。

但随着电晶体里的原子数量开始越变越少、科技逐步走进量子层级,近年效能逐渐放慢,专家预测摩尔定律终将会迎来物理极限,甚至有「摩尔定律已死」的声浪,最被台湾人熟知的例子就出自于NVIDIA 执行长黄仁勋的口中,甚至提出新的「黄式定律(Huang’s Law)」。连戈登.摩尔本人都预测,摩尔定律大约会在2020 年前失准。

但2019 年台积电的运动会上,创办人张忠谋以「山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村」来形容摩尔定律。而台积电副总经理黄汉森也在同年表示,摩尔定律还是活跃存在,展露出一线生机。

由于摩尔定律牵涉到电晶体的密度,因高解析度的EUV 曝光技术可能是一个解法,以波长为13.5 奈米EUV 的导入,推动半导体的奈米进程,另外,从提高电晶体密度作为切入点,例如先进封装技术等,也可能可以挽救枯竭中的摩尔定律。

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