芯片制造行業(yè)的摩爾定律已經(jīng)快要觸及物理極限和經(jīng)濟極限。雖然芯片制造商還能繼續壓縮芯片上的晶體管尺寸，但制造最先進(jìn)芯片的成本一直在增加，每個(gè)晶體管的生產(chǎn)成本已經(jīng)停止下降，現在正在開(kāi)始上升。

　　在芯片技術(shù)發(fā)展的早期階段，英特爾聯(lián)合創(chuàng )始人戈登·摩爾(Gordon Moore)曾在1965年作出假設，集成電路上的元件數量將每年翻一番，后來(lái)被修正為大約每?jì)赡晷酒系木w管數量會(huì )增加一倍。這就是現在眾所周知的摩爾定律。幾十年來(lái)，芯片行業(yè)一直在進(jìn)步，制造出一度難以想象的設備，然后按著(zhù)摩爾定律穩步推進(jìn)。

　　蘋(píng)果公司高端筆記本電腦所搭載的M1 Max芯片擁有570億個(gè)晶體管?？s小芯片尺寸方面的技術(shù)一直在穩步發(fā)展，如今數萬(wàn)個(gè)晶體管可以放置在一個(gè)比頭發(fā)絲還細的地方。晶體管體積更小，也讓芯片處理速度更快、價(jià)格更低廉，使計算能力和生產(chǎn)力得到指數級提升?，F在，用戶(hù)口袋里的智能手機處理性能比50多年前幫助人類(lèi)登上月球的大型計算機還要好，而且成本只是后者的零頭。

　　多年來(lái)，很多人都曾預言摩爾定律行將終結，但芯片制造商不斷突破技術(shù)極限，找到儲存更多計算能力的新方法。最新的極紫外(EUV)光刻技術(shù)使用波長(cháng)更短的光在晶圓上蝕刻超細圖案。荷蘭公司ASML是唯一一家為芯片制造商生產(chǎn)EUV設備的公司。每臺設備的成本約為1.5億美元。但在全球芯片制造商爭相增加產(chǎn)能之際，公司積壓了大量設備訂單。

　　隨著(zhù)晶體管尺寸接近原子水平，芯片制造似乎不可避免地將達到某些物理極限。如今，晶體管之間的距離以幾十納米為單位，而一納米大約只有5個(gè)硅原子的寬度。

　　在物理學(xué)定律最終終結摩爾定律之前，經(jīng)濟學(xué)定律可能也會(huì )終結摩爾定律。制造最先進(jìn)芯片的成本一直在增加，隨著(zhù)技術(shù)的每一次迭代而變得越來(lái)越昂貴。

　　“摩爾定律從技術(shù)上講或許還能繼續，但從經(jīng)濟角度講，這是行不通的，”半導體行業(yè)分析師道格拉斯·奧勞克林(Douglas O’laughlin)表示。

　　制造每一代芯片都需要更多的流程。這意味著(zhù)，由于生產(chǎn)過(guò)程中涉及數千個(gè)復雜步驟，出現錯誤的風(fēng)險在不斷增加，產(chǎn)量會(huì )隨之降低。幾十年后，每個(gè)晶體管的生產(chǎn)成本已經(jīng)停止下降，現在正在開(kāi)始上升。

　　同時(shí)，建造一座最先進(jìn)芯片制造工廠(chǎng)的成本可能遠遠超過(guò)100億美元。除了資金最充裕的公司，這一成本對所有公司來(lái)說(shuō)都是難以承受的。目前全世界只有三家公司在嘗試。

　　臺積電預計，今年的資本支出將達到400億至440億美元。三星電子則計劃投資170億美元在美國德克薩斯州泰勒市建造一座芯片制造工廠(chǎng)。英特爾將在俄亥俄州建造兩家芯片工廠(chǎng)，初步投資為200億美元。

　　也許摩爾定律不再是思考芯片行業(yè)進(jìn)步的正確方式，解決問(wèn)題的方法畢竟不止一種。例如，設計者可以制造出更適合各種具體任務(wù)的芯片。蘋(píng)果為iPhone、iPad以及Mac電腦自行設計處理器，從而取代英特爾的通用處理器，從而有效證明了這一點(diǎn)的可行性。定制化芯片可以比標準芯片更好利用設備的計算能力，對于蘋(píng)果這種能控制設備軟件的公司更是如此。

　　芯片制造商也可以采用一種“小芯片”的方法，通過(guò)把CPU的部分功能剝離開(kāi)來(lái)，并將這些小芯片與內存以及其他以更便宜方式制造的高性能組件打包整合，從而提高系統的整體性能。

　　市場(chǎng)研究公司SemiAnalysis首席分析師迪倫·帕特爾(Dylan Patel)表示：“在芯片制程工藝領(lǐng)域，現在有一個(gè)’金發(fā)女孩效應’(意為不追求極端，恰到好處)，不同的工藝節點(diǎn)實(shí)際上更適合不同的應用。”“縮小整個(gè)芯片的體積，或者把所有東西都放在更先進(jìn)的工藝節點(diǎn)上，實(shí)際上成本更高，而且并不一定意味著(zhù)有更好的性能和功耗。”

　　此外科學(xué)家發(fā)現，使用像氮化鎵這樣的新材料來(lái)取代硅，可以以更低成本繼續在單個(gè)芯片上封裝更多晶體管。另一個(gè)可能的材料是碳納米管，這種用石墨烯制成的管狀結構直徑只有幾納米。

　　人們習慣于通過(guò)“定律”來(lái)描述某一現象的不可改變，但摩爾作出的預測更像是一個(gè)預言。多年來(lái)，芯片行業(yè)參與者一直在盡其所能努力實(shí)現這個(gè)預言。幾十年前看起來(lái)像魔術(shù)、現在已經(jīng)司空見(jiàn)慣的設備在20年后并不見(jiàn)得仍是技術(shù)前沿。

　　摩爾定律的狹義定義可能無(wú)法繼續下去，所幸人類(lèi)的聰明才智是無(wú)限的。
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