摩尔定律

摩尔定律

1965年4月19日,《电子学》杂志(Electronics Magazine)第114页发表了摩尔(時任仙童半導體公司工程师)撰写的文章〈让集成电路填满更多的元件〉,文中预言半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每年增加一倍。

1975年,摩尔在IEEE國際電子元件大會上提交了一篇论文[11],根据当时的实际情况对摩尔定律进行了修正,把“每年增加一倍”改为“每两年增加一倍”,而现在普遍流行的说法是“每18个月增加一倍”。但1997年9月,摩尔在接受一次采访时声明,他从来没有说过“每18个月增加一倍”,而且SEMATECH路線圖跟隨24個月的週期。

摩爾定律是簡單評估半導體技術進展的經驗法則,其重要的意義在於大抵而言,若在相同面積的晶圓下生產同樣規格的IC,隨著製程技術的進步,每隔一年半,IC產出量就可增加一倍,換算為成本,即每隔一年半成本可降低五成,平均每年成本可降低三成多。就摩爾定律延伸,IC技術每隔一年半推進一個世代。

1998年時,台積電董事長張忠謀曾表示,摩爾定律在過去30年相當有效,未來10到15年應依然適用。[12]

2009年時IBM的研究員預測,“摩爾定律”的時代將會結束,因為研究和實驗室的成本需求十分高昂,而有財力投資在建立和維護晶片工廠的企業很少。[13]而且製程也越來越接近半導體的物理極限,將會難以再縮小下去。

由于集成度越高,晶体管的价格越便宜,这样也就引出了摩尔定律的经济学效益,在20世纪60年代初,一个晶体管要10美元左右,但随着晶体管越来越小,小到一根头发丝上可以放1000个晶体管时,每个晶体管的价格只有千分之一美分。据有关统计,按运算10万次乘法的价格算,IBM704电脑为85美分,IBM709降到17美分,而60年代中期IBM耗资50亿研制的IBM360系统电脑已变为3.0美分。

摩爾定律的定义归纳起来,主要有以下三种版本:

積體電路上可容納的電晶體數目,約每隔18個月便增加一倍。

微处理器的性能每隔18个月提高一倍,或价格下降一半。

相同價格所买的电脑,性能每隔18个月增加一倍。

以上几种说法中,以第一种说法最为普遍;第二、三两种说法涉及到价格因素,其实质是一样的。三种说法虽然各有千秋,但在一点上是共同的,即“增加一倍”的周期都是18个月;至于增加一倍的是積體電路上所集成的“電晶體”,是整个“计算机的性能”、还是“一个美元所能买到的性能”,就见仁见智。

相关推荐