终结莫尔定律的可能不是物理学,而是经济学:晶片越来越贵,建厂成本远超百亿美元

业界一直在传,晶片制造业的摩尔定律已经快要触及物理极限和经济极限。虽然晶片制造商还能继续压缩晶片上的电晶体尺寸,但制造最先进晶片的成本一直在增加,每个电晶体的生产成本已经停止下降,现在正在开始上升。

在晶片技术发展的早期阶段,英特尔联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)曾在1965年作出假设,积体电路上的元件数量将每年翻一倍,后来被修正为大约每两年晶片上的电晶体数量会增加一倍。这就是现在众所周知的摩尔定律。

几十年来,晶片行业一直在进步,制造出一度难以想像的设备,然后按著摩尔定律稳步推进。

苹果公司高阶笔电所搭载的M1 Max晶片拥有570亿个电晶体。缩小晶片尺寸方面的技术一直在稳步发展,如今数万个电晶体可以放置在一个比头发丝还细的地方。电晶体体积更小,也让晶片处理速度更快、价格更低廉,使计算能力和生产力得到指数级提升。

现在,使用者口袋里的智慧手机处理性能比50多年前帮助人类登上月球的大型计算机还要好,而且成本只是后者的零头。

多年来,很多人都曾预言摩尔定律将终结,但晶片制造商不断突破技术极限,找到储存更多计算能力的新方法。最新的极紫外(EUV)曝光技术使用波长更短的光在晶圆上蚀刻超细图案。荷兰公司ASML是唯一一家为晶片制造商生产EUV设备的公司。每台设备的成本约为1.5亿美元。但在全球晶片制造商争相增加产能之际,公司积压了大量设备订单。

终结莫尔定律的可能不是物理学,而是经济学

随着电晶体尺寸接近原子水准,晶片制造似乎不可避免地将达到某些物理极限。如今,电晶体之间的距离以几十奈米为单位,而一奈米大约只有5个矽原子的宽度。

然而,在物理学定律最终终结摩尔定律之前,经济学定律可能也会终结摩尔定律。制造最先进晶片的成本一直在增加,随着技术的每一次换代而变得越来越昂贵。

「摩尔定律从技术上讲或许还能继续,但从经济角度讲,这是行不通的,」半导体业分析师道格拉斯·奥劳克林(Douglas O’laughlin)表示。

,

皇冠官网appwww.huangguan.us)是一个开放皇冠官网代理APP下载、皇冠官网会员APP下载、皇冠官网线路APP下载、皇冠官网登录APP下载的皇冠官方平台。皇冠官网APP上最新登录线路、新2皇冠官方正网更新最快。皇冠官网APP开放皇冠官方会员注册、皇冠官方代理开户等业务。

,

制造每一代晶片都需要更多的流程。这意味着,由于生产过程中涉及数千个复杂步骤,出现错误的风险在不断增加,产量会随之降低。几十年后,每个电晶体的生产成本已经停止下降,现在正在开始上升。

同时,建造一座最先进晶片制造工厂的成本可能远远超过100亿美元。除了资金最充裕的公司,这一成本对所有公司来说都是难以承受的。目前全世界只有三家公司在尝试。

台积电预计,今年的资本支出将达到400亿至440亿美元。三星电子则计画投资170亿美元在美国德克萨斯州泰勒市建造一座晶片制造工厂。英特尔将在俄亥俄州建造两家晶片工厂,初步投资为200亿美元。

难道非莫尔定律不可?

也许摩尔定律不再是思考晶片行业进步的正确方式,解决问题的方法毕竟不止一种。

例如,设计者可以制造出更适合各种具体任务的晶片。苹果为iPhone、iPad以及Mac电脑自行设计处理器,从而取代英特尔的通用处理器,从而有效证明了这一点的可行性。定制化晶片可以比标准晶片更好利用设备的计算能力,对于苹果这种能控制设备软体的公司更是如此。

晶片制造商也可以采用一种「小晶片」的方法,通过把CPU的部分功能剥离开来,并将这些小晶片与记忆体以及其他以更便宜方式制造的高性能组件打包整合,从而提高系统的整体性能。

市场研究公司SemiAnalysis首席分析师迪伦·帕特尔(Dylan Patel)表示:「在晶片制程领域,现在有一个’金发女孩效应’(意为不追求极端,恰到好处),不同的制程节点实际上更适合不同的应用。」

「缩小整个晶片的体积,或者把所有东西都放在更先进的制程节点上,实际上成本更高,而且并不一定意味着有更好的性能和功耗。」

此外科学家发现,使用像氮化镓这样的新材料来取代矽,可以以更低成本继续在单个晶片上封装更多电晶体。另一个可能的材料是碳奈米管,这种用石墨烯制成的管状结构直径只有几奈米。

人们习惯于透过「定律」来描述某一现象的不可改变,但摩尔作出的预测更像是一个预言。多年来,晶片行业参与者一直在尽其所能努力实现这个预言。几十年前看起来像魔术、现在已经司空见惯的设备,在20年后并不见得仍是生活中的必需品。

  • 评论列表:
  •  皇冠代理登录线路(www.hg9988.vip)
     发布于 2022-05-08 00:02:32  回复
  • 为什么安娜的丈夫会有这样的想法?他为什么会觉得,孩子的姥姥是外人,奶奶才是一家人?而且,放眼到很多家庭,其实多少也都存在着这样的观念。一大波好评哇

添加回复:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。