理论教育 摩尔定律的历史与发展

摩尔定律的历史与发展

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:摩尔定律是一个有关集成电路发展趋势的著名预言,该预言直至今日依然适用。摩尔定律:芯片上的晶体管数量每18到24个月翻一番。在摩尔定律中提到减少成本是集成电路最大的吸引力之一,并且随着技术发展,集成化程度越高,低成本的优点更为明显。让我们按本意来改写一下摩尔定律:使换算后每个晶体管制造成本达到最低的集成电路芯片所含的晶体管个数每年将倍增。经过这样改写的摩尔定律,或许就更加地贴近摩尔先生的本意了。

摩尔定律的历史与发展

摩尔定律”是英特尔公司创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)于1965年在总结存储器芯片的增长规律时(据说当时在准备一个讲演)所使用的一份手稿中提出来的,并在1965年总结后得此名称。摩尔定律纵横IT(信息技术)产业发展几十年,左右着半导体技术进程,迄今未衰。摩尔定律是一个有关集成电路发展趋势的著名预言,该预言直至今日依然适用。集成电路自发明四十年以来,集成电路芯片的集成度每三年翻两番,而且加工特征尺寸缩小一半。

摩尔定律:芯片上的晶体管数量每18到24个月翻一番。图1.8所示是摩尔在1965年的报纸上所引用的图。

图1.8 摩尔在1965年的报纸上所引用的图(www.daowen.com)

图1.8中显示出晶体管密度每过12个月增加一倍,然而,在摩尔的简短论著中并没有对这方面进行完整的论述。摩尔发表那篇论文的本意是为了探讨如何合理缩减集成电路晶体管体尺寸、降低制造成本的方法。更重要的是,他知道这种尺寸上的缩小将带来重要的意义:未来的集成电路将会更便宜,功能更多,数量也更多,从而使电子产品日趋廉价化、普及化,并终将对人类的生活、工作产生巨大影响。在摩尔定律中提到减少成本是集成电路最大的吸引力之一,并且随着技术发展,集成化程度越高,低成本的优点更为明显。对于简单的电路来说,每个部件的费用与电路中所含晶体管的数量成反比关系。但同时,随着集成度的提高,电路复杂性也随之提高,由此带来的制造成本也将提高。摩尔的原作仅仅只有4页纸的篇幅,而现在的文章篇幅却长多了。这是因为我们所说的“摩尔定律”这一个名称其实并不是十分严谨,因为它并非科学或自然界的一个定律,至多也仅仅是一个规律,用来描述不断改进半导体生产工艺所带来的一个指数级增长的独特发展规律。

那么摩尔所提到的“最小元件成本的复杂性”究竟指什么呢?制造缺陷、制造成本与集成度之间又存在什么样的关系?让我们按本意来改写一下摩尔定律(晶体管倍增定律):使换算后每个晶体管制造成本达到最低的集成电路芯片所含的晶体管个数每年将倍增。

经过这样改写的摩尔定律,或许就更加地贴近摩尔先生的本意了。但是仅凭这样的一句话,仍然很难准确地表达增加集成度所带来的元件成本下降与集成电路制造成本间的互动关系。未来集成电路行业仍将保持较快发展势头,新兴领域每年将提供大量优质人才需求,传统电子制造企业就业待遇增长不明显,人才需求数量稳中有降。根据测算,未来3到5年整个集成电路和新兴领域电子信息相关行业每年高职层次新增用人需求为2 000人左右,我国集成电路产业仍然存在26.1万人的缺口,现在,我国已经把集成电路专业和产业提升为国家的战略层面,这是支撑集成电路产业和专业改革的有利条件。

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