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Nvidia:摩尔定律濒临失效 英特尔AMD惹祸

Nvidia:摩尔定律濒临失效 英特尔AMD惹祸

半导体工艺及芯片制造技术问题答案(全)

常用术语翻译 active region 有源区 2.active ponent有源器件 3.Anneal退火 4.atmospheric pressure CVD (APCVD) 常压化学气相淀积 5.BEOL(生产线)后端工序 6.BiCMOS双极CMOS 7.bonding wire 焊线,引线 8.BPSG 硼磷硅玻璃 9.channel length沟道长度 10.chemical vapor deposition (CVD) 化学气相淀积 11.chemical mechanical planarization (CMP)化学机械平坦化 12.damascene 大马士革工艺 13.deposition淀积 14.diffusion 扩散 15.dopant concentration掺杂浓度 16.dry oxidation 干法氧化 17.epitaxial layer 外延层 18.etch rate 刻蚀速率 19.fabrication制造 20.gate oxide 栅氧化硅 21.IC reliability 集成电路可靠性 22.interlayer dielectric 层间介质(ILD) 23.ion implanter 离子注入机 24.magnetron sputtering 磁控溅射 25.metalorganic CVD(MOCVD)金属有机化学气相淀积 26.pc board 印刷电路板 27.plasma enhanced CVD(PECVD) 等离子体增强CVD 28.polish 抛光 29.RF sputtering 射频溅射 30.silicon on insulator绝缘体上硅(SOI)

摩尔定律的未来

摩尔定律的未来The future of Moore's Law 湖北师范学院 计算机科学与技术学院 文理学院 0704班 *** 20074152101**

摩尔定律的未来 计算机科学与技术学院 0704班蔡文慧 摘要:摩尔定律已经延续了43年,随着半导体芯片上晶体管数量的增长,芯片密度越来越大,继续维持摩尔提出的增长率将越来越难。但是,摩尔定律不会被终结。摩尔定律面临的挑战使得芯片工业不断发展,随着技术的进步,摩尔定律未来将会在不同领域得到更多的横向应用。 关键词:摩尔定律,半导体技术,石墨烯晶体管 The future of Moore's Law Name:Cai Wenhui College:Hubei Normal University Academy of Computer Science and Technology Class:0704 Number: 2007415210124 Abstract: The Moore's law has last with fourty-three years,as the chip on semiconductor's number increacing .But,Moore's law wasn't be dead. As tecloledge growing,it has be used more and more. Key words: Moore's Law , semiconductor , Graphene transistor 1.引言 到底什么是“摩尔定律”?归纳起来,主要有以下三种“版本”: (1)集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番。 (2)微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一倍。 (3)用一个美元所能买到的电脑性能,每隔18个月翻两番。 它是英特尔公司创始人之一戈登?摩尔(Gordon Moore)总结的存储器芯片的增长规律。当然这种表述没有经过什么论证,只是一种现象的归纳。 2.摩尔定律的产生 1965年4月19日《电子学杂志》刊登了一位36岁的工程师的文章——《往集成电路里塞进更多元件》,这位名叫戈登·摩尔的工程师以一个拗口的句子,对芯片业作了一个预言。他说,为了求得最低成本,集成电路的复杂性大约每一年就会翻一番。摩尔的文章不长,算上几张图片和表格,也只有3页。而且,被安排在了毫不起眼的第114页。为了更加形象地表述,摩尔把自己的预言归结为:每过1

电子科大微电子器件--后摩尔时代的新型微电子器件

后摩尔时代的新型微电子器件

摘要 随着半导体产业的不断发展,摩尔定律已经无法正确的对其进行预测,它的局限性在如今的后摩尔时代逐渐体现出来,微电子技术中的任何物理过程都必须遵守物理规律的限制,这些物理规律的存在使得摩尔定律陷入了瓶颈期。 摩尔定律的逐渐失效预示着后摩尔时代的到来,所谓的后摩尔时代,就是业者不再以追求更大效能的芯片为尚,而是强调多元化与实用性的原则。也就是说,产品能发挥实际效用就是最好的质量,也是最具经济价值的东西。本文针对后摩尔时代的微电子器件研制过程中的材料、设计、技术、封装展开讨论,给出后摩尔时代的相关微电子器件前沿知识。 关键词:后摩尔时代;微电子;材料;技术; 1摩尔定律及后摩尔定律 摩尔定律由仙童公司的创始人之一的摩尔提出,他指出:集成电路的集成度,每18个月增加一倍,即集成度每三年翻两番,特征尺寸缩小,而且集成电路芯片的需求量也以相同的速度增加,在集成电路性能提高的同时价格下降。

然而,微电子技术中的任何物理过程必然遵循物理规律的限制,这些限制包括在电磁学、量子力学测不准关系、热力学等方面的限制,它们对信号的传输速度、器件开关转换的器件功率、器件开关引起的能量变化、集成系统能量耗散和热量产生等形成限制。这些基本的物理限制是不可逾越的,可以说是集成电路技术的物理极限。其次,微电子学的大部分理论建立在经典物理理论基础之上,随着器件特征尺寸缩小,量子效应变得显著,这些传统的微电子学理论需要利用量子力学理论对其进行改造。 同样,在材料,资金,技术等发面,摩尔定律的局限性依然存在。 因此,国际半导体技术路线图组织(ITRS)在2005年的技术路线图中,即提出了“后摩尔定律”(More-than-Moore)的概念,提出未来微电子产业发展方向之一是按“后摩尔定律”的多重技术创新应用向前发展,即在产品多功能化(功耗、带宽等)需求下,将硅基CMOS和非硅基等技术相结合,以提供完整的解决方案来应对和满足层出不穷的新市场发展。 2后摩尔时代的微电子研究方向 首先,在CMOS工艺上,原始的按比例缩小将不再适用,新的材料系统和器件架构需要突破比例缩小的壁垒,我们需要在引入高介电常数介质材料的同时,抑制带隙变窄带来的隧穿电流,还要控制短沟效应来权衡迁移率和漏电功耗。 其次,在装配与封装中,SIP封装技术成为热门,其中,硅通孔(TSV)是解决3D系统集成的一种有效方案。TSV工艺的制造流程可粗略分为通孔先行和通孔后行两火类。对这两种工艺而言,其关键工序均集中在:TSV刻蚀、介质沉积、阻挡层/种子层沉积、铜填充以及表面平坦化。通常芯片被固定在载体(玻璃或陪衬硅片)上并将厚度减薄至30~125 ,这势必引入包含热预算控制在内的诸多挑战。 在整个TSV生产流程中最具挑战且代价最高的工艺是阻挡层的沉积以及随后的通孔金属填充。一个良好的铜扩散阻挡层(如钽或钛)是必不可少的,同时连续的种子层对铜的填充效果至关重要。填充工艺必须具有高速率的特点(为了降低成本),且在整个芯片内均匀性良好,这样才能保证平坦化后表面特性仍能满足要求。 再者,在材料方面,因为硅材料的加工极限一般认为是10nm线宽,受物理原理的制约,小于10nm后不太可能生产出性能稳定、集成度更高的产品。可能的替代方案是使用电子迁移率更高、尺寸更小的碳纳米管及石墨烯,二者具有相似的性质,都可以用于制作性能优良

2020 摩尔定律失效

專家預言摩爾定律將在2020年失效 上網時間: 2013年08月29日 在日前舉行的《Hot Chips》大會上,發表專題演說的業界專家指出,預告「IC中可容納的電晶體數每隔18-24個月就會增加1倍,從而 使性能也提升1倍」的「摩爾定律」(Moore's Law)即將在2020年 約7nm節點時走到盡頭。 隨著微影技術進展停滯不前以及製程技術逐漸面臨限極限,業界的 種種預測也越來越多。雖然業界有許多人都預期摩爾定律即將終結,但很少有人能夠提出深入且具說服力的解釋。 「對於時程的規劃,我認為2020年將會是足以說摩爾定律已死的 時間點,」致力於尋找後續新技術的美國國防部先進研究計劃署(DARPA)微系統技術辦公室總監Robert Colwell指出,「你或許會 說是2022年,但無論是發生在7nm或5nm節點時,它都是個大問題。」Robert Colwell曾經是英特爾Pentium處理器設計團隊的工 程師之一。

他指出,過去三十年來,摩爾定律持續呈指數級成長,速度從 1MHz提升到5GHz,增加了大約3,500倍。相形之下,同一時期內的智慧架構所能實現的最大進展不過增加了50倍。 指數級成長的終結通常由於本身無法持續自然地進展。Colwell說,遺憾的是,這樣的機會並不多見。 「我並不指望未來30年還能在電子產業看到另一個3,500倍的速度提升,或許只有50倍吧!」遺憾的是,Colwell指出,「我認為這個領域並沒有多餘的錢可挹注於每年僅增加10%的一點好處。」 對於許多人還盲目地相信工程師將會找到另一個指數級成長曲線以取代摩爾定律,Colwell也對其潑了一盆冷水,「我們或許能進行一大堆的調整,但卻無法解決指數級的損失。」

摩尔定律

摩尔定律 摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑 性能,将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。摩尔定律在发现后的40多年里产生了巨大影响,但随着3D芯片等技术的耗尽,美物理学家加来道雄称该定律将在10年内崩溃。[1] 中文名摩尔定律 提出者戈登·摩尔(Gordon Moore)适用领域范围观测或推测 外文名Moore's Law 应用学科物理或自然 演化 摩尔第二定律, 新摩尔定律 目录 1发现背景 2发现人物 3主要特点

4定律验证 5修正演化 6意义介绍 7发展前景 8突破研究 9相关应用 1发现背景 早在1959年,美国著名半导体厂商仙童公司首先推出了平面型晶体管,紧接着于1961年又推出了平面型集成电路。这种平面型制造工艺是在研磨得很平的硅片上,采用一种所谓“光刻”技术来形成半导体电路的元器件,如二极管、三极管、电阻和电容等。只要“光刻”的精度不断提高,元器件的密度也会相应提高,从而具有极大的发展潜力。因此平面工艺被认为是“整个半导体的工业键”,也是摩尔定律问世的技术基础。 1965年时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇观察评论报告,题目是:“让集成电路填满更多的元件”。在摩尔开始绘制数据时,发现了一个惊人的趋势:每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量,每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18-24个月内。 如果这个趋势继续的话,计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。摩尔的观察资料,就是后来的摩尔定律,所阐述的趋势一直延续至今,且仍不同寻常地准确。

摩尔定律、反摩尔定律扎克、伯格定律

摩尔定律、反摩尔定律扎克、伯格定律 ——摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。反摩尔定律:一个IT公司,如果今天和18个月前卖掉同样多的、同样的产品,它的营业额就要降一半。扎克伯格定律:每过一年,全球用户在线共享的信息,就会增长一倍。 同往常一样,卖场里放上了英特尔新一代酷睿3处理器的 Logo,旧处理器按部就班地降价,几乎所有的电脑厂商都闻风而 动,人们在电视上看到搭载新处理器的电脑广告,听到熟悉的英特尔“等灯等灯”,就伸一伸懒腰,把旧电脑一脚踢进垃圾箱,出门去买新电脑。 这就是所谓的“摩尔定律”:每隔18个月,你就可以用同样 的价钱买到比原来快一倍的处理器。它由英特尔创始人之一,戈 登〃摩尔在47年前提出。前述的一幕在过去近半个世纪里从未 改变。 坦白说,它其实并非一个严格的科学定律,而是指一种在英 特尔领导下的IT产业发展模式,这种有节奏的升级策略,既给 芯片厂商带来研发所需的资金和时间,也给终端厂商带来必要的 利润和稳定的渠道。 像往常一样,现在对摩尔定律深恶痛绝的学者们又开始出来 吐槽。比如纽约市立大学教授加来道雄最近说,因为量子力学效 应带来的高温和电子泄露,摩尔定律将在10年后失效。但问题 是,英特尔真的还可以继续领袖行业10年吗? 技术上看,这并不是很大的问题。当一幅画从平面变为立体

时,它就承载了更多的可能,而当处理器的结构从2D变成3D时,显然也有同样的效果。英特尔的新处理器已经可以在功耗降低50%和性能提升37%之间无缝切换,但这只是开始。英特尔负责制程的部门总监马博几年前就说过,英特尔研究院拥有许多新颖的晶体管和互连技术手段,包括III-V族材料、多栅极晶体管、3D堆栈等等——对于半个世纪来积累了数万项专利的英特尔而言,新处理器不过只使用了其中一小部分而已。 市场上看,一度给英特尔带来很大威胁的ARM阵营,似乎也正在纳米级芯片制造技术上陷入困境。台积电等ARM阵营的主要制造商最近都先后表示,公司无法在20纳米级别的处理器上达到理想的量产规模。这意味着,ARM处理器无法在功耗不变甚至更少的前提下,达到更高的速度,这将令高度依赖移动计算的ARM拥趸——全球的数亿手机用户失望。 但英特尔必须尽快进入移动领域。新处理器的性能和功耗指标虽然令人耳目一新,但仍只能在轻薄笔记本和平板电脑领域对ARM发起冲击。尽管英特尔中国总裁杨叙日前说,22纳米的处理器或许会成为英特尔最后一批传统处理器,但按照此前英特尔的“Tick tock”战略(奇数年更新工艺,偶数年更新架构),更适合于手机的14纳米处理器,要在明年再能正式推出。 在人们宁愿花5000元买手机,却只肯用3500元买手提电脑的今天,绑在英特尔战车上的诸多下游厂商是否还能坚持这么久,尚是个未知数。这是一种难以忍受的巨大压力:正如谷歌前

摩尔定律定义与发展

电子知识 摩尔定律(44) 摩尔定律定义 随着科技的发展,商品性能会变得越来越好,而价格却变得越来越便宜。这正是科技的飞速发展给人们带来的实惠。 摩尔定律是指IC上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。摩尔定律是由英特尔(Intel)名誉董事长戈登〃摩尔(Gordon Moore)经过长期观察发现得之。 摩尔定律发现 计算机第一定律——摩尔定律Moore定律1965年,戈登〃摩尔(GordonMoore)准备一个关于计算机存储器发展趋势的报告。他整理了一份观察资料。在他开始绘制数据时,发现了一个惊人的趋势。每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量,每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18-24个月内。如果这个趋势继续的话,计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。Moore的观察资料,就是现在所谓的Moore定律,所阐述的趋势一直延续至今,且仍不同寻常地准确。人们还发现这不光适用于对存储器芯片的描述,也精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。在26年的时间里,芯片上的晶体管数量增加了3200多倍,从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾II 处理器的750万个。 摩尔定律由来 “摩尔定律”的创始人是戈登〃摩尔,大名鼎鼎的芯片制造厂商Intel公司的创始人之一。20世纪50年代末至60年代初半导体制造工业的高速发展,导致了“摩尔定律”的出台。

早在1959年,美国著名半导体厂商仙童公司首先推出了平面型晶体管,紧接着于1961年又推出了平面型集成电路。这种平面型制造工艺是在研磨得很平的硅片上,采用一种所谓"光刻"技术来形成半导体电路的元器件,如二极管、三极管、电阻和电容等。只要"光刻"的精度不断提高,元器件的密度也会相应提高,从而具有极大的发展潜力。因此平面工艺被认为是"整个半导体工业键",也是摩尔定律问世的技术基础。 1965年4月19日,时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇观察评论报告,题目是:“让集成电路填满更多的元件”。摩尔应这家杂志的要求对未来十年间半导体元件工业的发展趋势作出预言。据他推算,到1975年,在面积仅为四分之一平方英寸的单块硅芯片上,将有可能密集65000个元件。他是根据器件的复杂性(电路密度提高而价格降低)和时间之间的线性关系作出这一推断的,他的原话是这样说的:"最低元件价格下的复杂性每年大约增加一倍。可以确信,短期内这一增长率会继续保持。即便不是有所加快的话。而在更长时期内的增长率应是略有波动,尽管役有充分的理由来证明,这一增长率至少在未来十年内几乎维持为一个常数。"这就是后来被人称为"摩尔定律"的最初原型。 “摩尔定律”的应用 “摩尔定律”归纳了信息技术进步的速度。这40年里,计算机从神秘不可近的庞然大物变成多数人都不可或缺的工具,信息技术由实验室进入无数个普通家庭,因特网将全世界联系起来,多媒体视听设备丰富着每个人的生活。 这一切背后的动力都是半导体芯片。如果按照旧有方式将晶体管、电阻和电容分别安装在电路板上,那么不仅个人

摩尔定律

摩尔定律概述 摩尔定律是指IC上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。摩尔定律是由英特尔(Intel)名誉董事长戈登·摩尔(Gordon Moore)经过长期观察发现得之。 计算机第一定律——摩尔定律Moore定律1965年,戈登·摩尔(GordonMoore)准备一个关于计算机存储器发展趋势的报告。他整理了一份观察资料。在他开始绘制数据时,发现了一个惊人的趋势。每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量,每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18-24个月内。如果这个趋势继续的话,计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。Moore的观察资料,就是现在所谓的Moore 定律,所阐述的趋势一直延续至今,且仍不同寻常地准确。人们还发现这不光适用于对存储器芯片的描述,也精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。在26年的时间里,芯片上的晶体管数量增加了3200多倍,从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。 由于高纯硅的独特性,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,直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1美元,IBM709降到20美分,而60年代中期IBM耗资50亿研制的IBM360系统电脑已变为3.5美分。到底什么是"摩尔定律'"?归纳起来,主要有以下三种"版本": 1、集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番。 2、微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一倍。 3、用一个美元所能买到的电脑性能,每隔18个月翻两番。 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"翻番"的周期都是18个月,至于"翻一番"(或两番)的是"集成电路芯片上所集成的电路的数目",是整个"计算机的性能",还是"一个美元所能买到的性能"就见仁见智了。 摩尔定律由来 “摩尔定律”的“始作俑者”是戈顿·摩尔,大名鼎鼎的芯片制造厂商Intel公司的创始人之一。20世纪50年代末至用年代初半导体制造工业的高速发展,导致了“摩尔定律”的出台。 早在1959年,美国著名半导体厂商仙童公司首先推出了平面型晶体管,紧接着于1961年又推出了平面型集成电路。这种平面型制造工艺是在研磨得很平的硅片上,采用一种所谓"光刻"技术来形成半导体电路的元器件,如二极管、三极管、电阻和电容等。只要"光刻"的精度不断提高,元器件的密度也会相应提高,从而具有极大的发展潜力。因此平面工艺被认为是"整个半导体工业键",也是摩尔定律问世的技术基础。 1965年4月19日,时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇观察评论报告,题目是:“让集成电路填满更多的元件”。摩尔应这家杂志的要求对未来十年间半导体元件工业的发展趋势作出预言。据他推算,到1975年,在面积仅为四分之一平方英寸的单块硅

摩尔定律所说的“指数发展曲线”的真正意义

摩尔定律所说的“指数发展曲线”的真正意义 摩尔定律不断给人这种感觉:就是在此时此刻,我们正处于人工智能行业独一无二的大变革时期。然而,只要计算力的增长继续遵循指数级的价格-性能曲线,那么未来的每一代人回过头来看时,过去的时代都会是几乎没有进步的时代。 现在我们中的大部分人都很熟悉摩尔定律,这个著名的定律指出,计算力的发展遵循指数曲线,每18个月性价比(即单位成本下的计算速度)翻一倍。不过,在将摩尔定律应用在自己的商业策略中的时候,即便是眼光最长远的人也难免遭遇巨大的“AI盲点”。 我曾经与很多成功的、策略大师级的杰出商人接触过,他们都善于在业内不起眼的角落里发现商机,但却把握不住摩尔定律所说的“指数发展曲线”的真正意义。藉由这条曲线获利的行业有很多,但有一个技术领域尤其获益颇丰,即人工智能。 人们无法把握人工智能的发展究竟有多快的原因之一是,它的发展轨迹过于简单,甚至有些可笑:从实用性的角度来说,要想在幻灯片或图表这种有限空间上描绘出指数曲线的陡峭轨迹几乎是不可能的。形象化地描绘出这一曲线的早期图像是可行的,不过随着曲线迅速变得越来越陡峭,相关数字会迅速增大,让绘图变得越来越麻烦。 为了解决这一视觉空间不足的问题,我们可以使用对数刻度作为数学工具,将指数曲线压扁,以便在较小的空间内呈现。 遗憾的是,广泛应用的对数刻度也会导致另一个问题。这个工具的原理是:竖直方向上Y 坐标轴上的刻度不在按照线性增加,而是乘以一个倍数,比如100倍。经典的摩尔定律图(如下图)一般都会使用对数刻度来刻画过去120年来计算力成本的指数级发展(Y轴单位为每1美元能买到的每秒计算次数),图表的涵盖范围从20世纪初的机械设备,一直到今天性能强大的硅基GPU。 图1:以对数刻度绘制的计算成本的指数级发展。 现在,对数刻度图已经成为一种很有价值的工具,节省空间,便于速记。实际上,对于任何随时间陡峭而迅速上升的曲线,都可以利用对数刻度进行方便处理。

摩尔定律

摩尔定律 摩尔定律原型 摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。 2013年4月,两位美国遗传学家将摩尔定律应用到生命科学研究之中,他们的数据显示,生命很有可能来自太阳系以外,其演化历史或许远远早于地球的出现。 发现背景 早在1959年,美国著名半导体厂商仙童公司首先推出了平面型晶体管,紧接着于1961年又推出了平面型集成电路。这种平面型制造工艺是在研磨得很平的硅片上,采用一种所谓“光刻”技术来形成半导体电路的元器件,如二极管、三极管、电阻和电容等。 只要“光刻”的精度不断提高,元器件的密度也会相应提高,从而具有极大的发展潜力。因此平面工艺被认为是“整个半导体的工业键”,也是摩尔定律问世的技术基础。 1965年时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年

专刊写了一篇观察评论报告,题目是:“让集成电路填满更多的元件”。在摩尔开始绘制数据时,发现了一个惊人的趋势:每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量,每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18-24个月内。 如果这个趋势继续的话,计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。摩尔的观察资料,就是后来的摩尔定律,所阐述的趋势一直延续至今,且仍不同寻常地准确。 人们还发现这不光适用于对存储器芯片的描述,也精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。在26年的时间里,芯片上的晶体管数量增加了3200多倍,从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。 发现人物 戈登·摩尔(Gordon Moore,1929-):英特尔公司(Intel)的创始人之一。 1929年1月3日,戈登·摩尔出生在加州旧金山的佩斯卡迪诺。父亲没有上过多少学,17岁就开始养家,做一个 戈登.摩尔 小官员,母亲只有中学毕业。高中毕业后他进入了著名的加州伯克利分校的化学专业,实现了自己的少年梦想。 1950年,摩尔获得了学士学位,接着他继续深造,于1954年获得物理化学博士学位。 1965年,发现“摩尔定律”。 另一种说法 摩尔定律虽然以戈登·摩尔(Gordon Moore)的名字命名,但最早提出摩尔定律相关内容的并非摩尔,而是加州理工学院的卡沃·米德(Carver Mead)教授。

摩尔定律

近来关于摩尔定律的争论层出不穷,目前对于摩尔定律的看法主要分成两个阵营,每个阵营的看法各不相同。有些人认为这个定律不够正确,目前的情况已经不在适用;而另外一些人却认为摩尔定律在当今的IT界仍然有着强大的生命力。 其实,我们现在谈及的摩尔定律并不是最早从Fairchild 半导体公司提出的定律,而已经经过了修正和改写。 摩尔定律当初的源文档大致内容如下: “随着电路上电气元件数量的增加,单位成本逐渐下降。到1975年,金融界将看到集成了65,000个元件的硅芯片。 如果按照这个逻辑推论,那么在今天2003年,集成17.5万亿个元件的芯片将成为市场的主流。这跟我们现在拥有的(大概几亿)比起来,好象多了点哦?而问题的关键在于,摩尔当时并没有向我们作出类似的预测。(虽然他预测了一些别的,比如:“继承电路将带来家用电脑-或者至少是连在大型计算机上的终端-的奇迹-比如汽车的自动驾驶,还有个人通信装备等。) 在把事情弄明白之前,我们先来回忆一下那个著名的,我们常常谈及的摩尔定律公式:“电脑芯片中的晶体管的数量每18个月将翻一番。”其实原本这段谈话主要并不是在讨论晶体管密度的问题,其中的那个单词“金融界”是摩尔的主要观点背景,他感兴趣的是集成电路相对于传统电路的可观的成本优势。虽然他对此仍然是有所保留:“芯片上的每个元件的成本将随着元件数量的增加而下降,但是这也会引起成品率的下降。”因此,摩尔的金玉良言本质是:单个芯片上集成大量的元件能够使每个元件的成本降到最低(今天我们所说的元件一般就是指晶体管)也就是说,是关于如何使电路上的元件尽可能地多从而能达到最小成本。 所以,当初摩尔口中的摩尔定律应该是这样: “开发的成本不断下降,从而能够每年增长1到2个百分点,这种增长的趋势会在短期内持续下去。从长期来看,其增长率仍有不确定的因素,但是我们仍然有理由相信,这种趋势会在近10年内保持发展。这意味着到1975年,为了达到最小成本,每个集成电路上的元件数量将达到65,000。我相信这种规模的电路将能造在一个华夫饼干上。”(在那个时候,一个硅华夫饼干的直径大约是一英寸)

计算机新技术作业

1、谈谈您对计算机摩尔定律的理解,当前还就是继续有效的不? 答:随着科技的发展,商品性能会变得越来越好,而价格却变得越来越便宜。这正就是科技的飞速发展给人们带来的实惠。 摩尔定律就是指IC上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。摩尔定律就是由英特尔(Intel)名誉董事长戈登·摩尔(Gordon Moore)经过长期观察发现得之。计算机第一定律——摩尔定律Moore定律1965年,戈登·摩尔(GordonMoore)准备一个关于计算机存储器发展趋势的报告。她整理了一份观察资料。在她开始绘制数据时,发现了一个惊人的趋势。每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量,每个芯片的产生都就是在前一个芯片产生后的18-24个月内。如果这个趋势继续的话,计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。Moore的观察资料,就就是现在所谓的Moore定律,所阐述的趋势一直延续至今,且仍不同寻常地准确。人们还发现这不光适用于对存储器芯片的描述,也精确地说明了处理机能力与磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。在26年的时间里,芯片上的晶体管数量增加了3200多倍,从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。 “摩尔定律”还带动了芯片产业白热化的竞争。在纪念这一定律发表40周年之时,作为英特尔公司名誉主席的摩尔说:“如果您期望在半导体行业处于领先地位,您无法承担落后于摩尔定律的后果。”从昔日的仙童公司到今天的英特尔、摩托罗拉、先进微设备公司等,半导体产业围绕“摩尔定律”的竞争像大浪淘沙一样激烈。 对于摩尔定律对当今就是否有效?毫无疑问,“摩尔定律”对整个世界意义深远。在回顾40年来半导体芯片业的进展并展望其未来时,信息技术专家们说,在今后几年里,“摩尔定律”可能还会适用。但随着晶体管电路逐渐接近性能极限,这一定律终将走到尽头。“摩尔定律”何时失效?专家们对此众说纷纭。 美国惠普实验室研究人员斯坦·威廉姆斯说,到2010年左右,半导体晶体管可能出现问题,芯片厂商必须考虑替代产品。英特尔公司技术战略部主任保罗·加吉尼则认为,2015年左右,部分采用了纳米导线等技术的“混合型”晶体管将投入生产,5年内取代半导体晶体管。还有一些专家指出,半导体晶体管可以继续发展,直到其尺寸的极限——4到6纳米之间,那可能就是2023年的事情。 专家们预言,随着半导体晶体管的尺寸接近纳米级,不仅芯片发热等副作用逐渐显现,电子的运行也难以控制,半导体晶体管将不再可靠。“摩尔定律”肯定不会在下一个40年继续有效。不过,纳米材料、相变材料等新进展已经出现,有望应用到未来的芯片中。到那时,即使“摩尔定律”寿终正寝,信息技术前进的步伐也不会变慢 【附】:摩尔定律就是著名芯片制造厂商美国因特尔公司(Intel)创始人之一的戈顿·摩尔对集成电路技术发展趋势作出的推断。它描述了特定时期,特定技术及其相关应用的性能或价格以18个月为周期的一种增长或下降规律。摩尔定律主要有三种不同的表述: (1)集成电路芯片上所集成的电路数目,每隔18个月翻一番; (2)微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降50%; (3)用一个美元所能买到的电脑性能,每隔18个月翻两番。 2、结合计算机硬件发展历史,谈谈您对计算机硬件发展趋势的瞧法? 答:第一代(1946~1957):电子管计算机 第二代(1958~1963):晶体管计算机 第三代(1964~1969):小规模集成电路计算机 第四代(1970~1990):以微处理器(Microprocessors)为标志的大规模/超大规模集成电路

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