【转帖】为了不让摩尔定律失效，我们该如何设计下一代芯片？

kayden

1965 年，Intel 创始人 Gordon E. Moore 提出“摩尔定律”，即“集成电路上可容纳的晶体管数目大约每隔 18 个月便会增加一倍，性能也增加一倍”，换言之相同性能的计算机等产品每隔 18 个月价格会降一半，而 49 年来这一定律也一直维持有效，主导着 IT 行业的计算机产品性能的发展规律。

但当 49 年过去，开始有科学家提出摩尔定律即将失效——因为要使摩尔定律继续有效要求复杂的制造工艺，该工艺高昂的成本超过了由此带来的成本节约，在更高的速度、更低的能耗和更低的成本三个因素中，芯片厂商只可选择其二。虽然制造工艺未来还有提升空间，但也将在 15 年后达到极限。

如果这一失效预测成真，整个 IT 产业都受到深远的影响，毕竟能将几十亿的晶体管集成到指甲大小的芯片上，并且只需区区几美元的价格，正是个人计算机、音乐播放器和智能手机得以蓬勃发展且不断更新换代的根源。（关于这一点可以看看“反摩尔定律”）

不过，乐观的科学家和工程师们会告诉你：摩尔定律并未死亡，它只是正在进化。他们认为使用一种新型的纳米材料可以使集成电路的大小与单分子大小相当，因此使摩尔定律继续生效。

那么这种新型的纳米材料会是什么样子的呢？一些半导体设计者正试图通过化学方法来使原始材料自行遵循一种半导体芯片上导线排列的模式，从而制造出一种可自行组装（self assemble）的集成电路。科学家们相信将此种模式和纳米线、传统的芯片制造工艺结合在一起，将产生新一代的计算机芯片，使未来芯片的制造成本仍可以按摩尔定律所述的规律保持下降。

“这其中的关键点正在于‘自行组装’（self assembly），”IBM Almaden 研究中心的科学技术主管 Chandrasekhar Narayan 如是说，“现在我们得学会利用自然规律来为我们工作了，强行的外力干涉不再行得通，我们应当让事物本身来决定自身的演进。”

如果一切如 Chandrasekhar 所说，那么半导体制造工业就将从“硅材料”转而走向新式的“计算材料”，而硅谷的研究人员们正用超级计算机来尝试达成他们的设想。当这块土地不再生产半导体芯片转而生产新型的材料时，或许它将拥有了主导计算世界下一个十年的能力。

正如最近在研发一种于室温环境下也能拥有超导体性能的锡合金的斯坦福大学物理学家 Shoucheng Zhang 说道，“材料对我们人类社会来说尤为重要，人类社会的每一个**都是以材料的名称来命名的，好比我们有过石器时代、铁器时代，而我们正在经历的则是硅时代。但是在过去，这些新材料的发现全部都是偶然的、不可知的，可一旦我们拥有了预知新材料的能力，变革的发生就在眼前。”

至于什么是推进这些研究进展的根本原因？或许经济利益是其中很重要的因素之一，因为要使摩尔定律继续有效所需要的下一代工厂建设费用已经让半导体制造商们大跌眼镜了——根据 Gartner 的一份报告显示，两年以后制造微处理器芯片的新型工厂建设费用将达到 80 亿至 100 亿美元，几乎是现有费用的两倍不止。而这一费用在未来十年间还很可能增长到 150 亿至 200 亿美元之间，相当于一个小国家的 GDP。这一规律在芯片制造工业中被称为“第二摩尔定律”（Moore’s Second Law）。

因此与其在昂贵的传统技术上加大投入，并且这种技术不知何时就会被淘汰，研究者们更愿意将未来的赌注押在新型材料上。

去年十二月，一份科学研究论文描述了一种新式的“有机金属结构”材料（metal-organic frameworks，MOFs），这是一种金属离子和有机分子形成的晶体，并且已被模拟运行在高性能计算机上，实验证明它可以有效运转，被运用到太阳能光伏、传感器或者电子材料当中。

Sandia 的化学家 Mark D. Allendorf 说，利用传统的半导体我们几乎无法改变材料的性能，但是未来我们却可以通过 MOFs 来实现这一点，因为 MOFs 当中的分子可以被用于精确地生成具有某种性能的材料。

还有一种可被称作新材料典范的材料是“topological insulators”（拓扑绝缘体），这种材料的表面或者边缘具有高传导性，但其内部却是完全绝缘的。而这些材料的一大优势是它们可以很容易地被整合到如今的芯片制造流程中，以提高生产速度同时降低下一代半导体生产的能耗。

不过，研究人员称这些理论上的预测仍待检验。通过计算材料形成的变革来找到下一代计算机芯片的廉价生产技术通路，是目前所有人的期盼与赌注。

szywang

摩尔定律=永远让你不断掏钱

mageu

期盼！！！！！

dawensger

终有一天会失效，换更强的定律

松雀

进来看看

tigeryeh - 老虎爷

进来围观

双峰插云

摩尔当年估计也就是估摸着一说吧

health2014

期待新的定律

chaseli

传说中的量子计算机不知道何时降临。

camio

中国再度收购海外芯片商STATSChipPAC
12腾讯数码   2014-08-28 20:20:47

[size=1em]摘要：中国企业近来收购海外半导体资产的兴趣，突然变得浓厚起来。本月中旬，为iPhone制造摄像头传感器芯片的OmniVision公司证实，收到中国一个财团的收购要约，收购报价高达16.7亿美元。而周四据外媒最新报道，中国的两家公司，已经提出收购新加坡从事半导体芯片封装技术业务的厂商STATSChipPAC公司。这一消息获得了该公司的证实。

该公司主要提供半导体封装、测试领域的技术解决方案。五月份，该公司曾披露，其他公司有意进行收购，但并未披露具体实体。根据周四的消息，中国的两家收购方是江苏长江电子科技公司和天水华天科技股份有限公司。
STATSChipPAC公司资本市值高达12亿美元，其大股东是新加坡ZF旗下投资公司淡马锡控股公司。
目前还不清楚两家中国公司对于STATSChipPAC提出的报价，溢价率等。
STATSChipPAC表示，收购方中包括上述两家中国企业，另外目前的接触，不一定能够最终达成收购交易。
据美国彭博社的报道，这两家中国科技公司，其各自的资本市值，只比STATSChipPAC略大。
周三，在相关传言刺激下，STATSChipPAC的股价暴涨了12%，但是周四走势平稳。据报道，今年以来，该公司股价翻了一倍，主要的利好原因就是公司可能被中国大陆或者台湾企业并购的传言。
不过，评级机构穆迪公司，本月初调低了对STATSChipPAC公司的评级，主要理由是该公司负债规模太高，另外高端通信芯片增长缓慢，个人电脑和消费电子芯片市场基本停滞，这将会影响到这家公司的封装类业务。
2007年，淡马锡公司斥资16亿美元，收购了STATSChipPAC公司64.4%的股权，不过到目前为止，淡马锡控制的股权比例低于90%，因此该公司仍是一家上市公司，并未摘牌。
汤森路透集团的数据显示，淡马锡公司目前持有STATSChipPAC的83.8%的股权。
有关这两家收购方，官网资料显示，天水华天科技股份有限公司成立于2003年12月，目前股票在深交所上市，企业主要从事半导体集成电路、MEMS传感器、半导体元器件的封装测试业务。该公司称要成为中国封装测试行业的第一品牌。
江苏长江电子公司则在官网上宣布，根据国际权威调研机构Gatner2014年4月发布的数据，长电科技在2013年全球封测业排名位列第6位，较2012年的排名继续前进了一位，仍然是中国内地唯一进入世界前十位的半导体封测企业。
这是近期以来传出的第二宗中国企业收购海外芯片资产的消息。
8月15日，美国摄像头传感器厂商OmniVision公司宣布，已经收到了中国一家财团的收购要约，对方计划斥资16.7亿美元收购该公司。这家中国财团有多家企业组成，其中包括国有的“上海浦东科技投资公司”。OmniVision公司的摄像头传感器客户中，包括苹果公司。
在芯片制造流程中，芯片的封装和测试是最后一个环节。英特尔等芯片大厂，一般设立独立于芯片厂的封装测试厂来完成这一环节。