摩尔定律已过时？谁还能撑起芯片的天下？

熟悉半导体行业的人想必对摩尔定律很熟悉，摩尔定律自问世以来就是半导体行业的最高目标，正是基于该目标，电子设备变得更加快速、高效且便宜，然而随着集成电路的尺寸越来越小，摩尔定律逐渐难以实现，因此很多人声称：摩尔定律已死。

摩尔定律简单来说是一个著名的经验规律，即每18-24个月里，集成电路栅可容纳的晶体管数量将翻倍因此，同时成本也将下降一半。该定律已持续几十年，但随着新工艺节点的不断推出，工艺制程也在一步步向着物理极限逼近，实现摩尔定律越来越困难。

对于摩尔定律达到极限的说法，很多人将其归于量子隧穿效应，即晶体管如果持续缩小，甚至可能到达几个原子的尺寸。在这个尺度下，量子效应会大大增强。这时，不需要给栅极施加电流，某些电子就可以直接从发射极直接流向集电极，这意味着晶体管的功能受到很大削弱，会导致非常严重的后果。

因此，为了继续减小栅极大小，人们也提出了多种解决方法，如将栅极材料替换成高介电材料，以防止电子的穿透。或者将栅极做成类似鱼鳍的叉状 3D 架构，用立体结构取代平面器件来增强栅极的控制能力，以减小量子隧穿对芯片的影响。

但这些方法无一例外都属于“缓兵之计”，若是没有材料上的突破性进展，摩尔定律依然会死去。

越来越多人认为，摩尔定律的极限将在 2025 年左右到来，但也有乐观的人认为还能持续更久。然而随着ChatGPT的流行，关于摩尔定律已死的讨论也越来越多，其中包括摩尔定律创始人戈登·摩尔。

虽然晶体管数量的增加趋于平缓是不争的事实，但是各大厂商为了能跟上摩尔定律，仍然在不断努力。未来人类可能会通过优化硬件结构和使用更高效的材料来提高晶体管的性能，或者采用新型的计算架构，例如量子计算机和神经元计算机等，来满足不同领域和应用的需求。

在 AI 迎来“寒武纪大爆发”的当下，我们需要更强大、更快速、更节能的芯片去支持更复杂、更智能、更创新的AI系统。