59年前,1965年4月19日,英特爾公司聯合創始人戈登·摩爾(Gordon??Moore)應邀在《電子》雜志上發表了一篇四頁短文,提出了我們今天熟知的摩爾定律(Moore’s Law)。
就像你為未來的自己制定了一個遠大但切實可行的目標一樣,摩爾定律是半導體行業的自我實現。雖然被譽為技術創新的“黃金法則”,但一些事情尚未廣為人知…….
1. 戈登·摩爾 完善 過摩爾定律的定義
在1965年的文章中,戈登·摩爾提出,在未來十年內,芯片上的晶體管數量將每年翻一番。1965-1975年半導體技術的發展情況印證了他的預測。1975年,他將他的預測調整為芯片上的晶體管數量將每兩年翻一番,而成本只會略有增加??,形成了如今的摩爾定律。

2 摩爾定律是對半導體技術創新趨勢的預測
摩爾定律是戈登·摩爾對半導體技術的觀察和對未來發展的預測,而非物理定律或自然規律。
摩爾定律之所以能一直持續,是因為一代又一代半導體人堅持不懈的探索。
3. 持續創新是摩爾定律的精神所在
對半導體行業而言,摩爾定律像一面旗幟,引領著整個行業不斷探索全新技術。摩爾定律體現了以技術創新持續推動算力指數級提升的信念。
持續創新正是摩爾定律的精神所在??。英特爾CEO帕特·基辛格表示:“在窮盡元素周期表之前,摩爾定律都不會停止。”
4. 摩爾定律為數字化世界奠定了基礎
在過去的五十多年里,摩爾定律一直在推動半導體行業發展。作為算力的載體,半導體是信息技術發展的基石,因而摩爾定律為我們所處的這個日益數字化、智能化的世界奠定了基礎。
摩爾定律為制造速度更快、體積更小、價格更實惠的晶體管提出了要求,帶來了計算機、互聯網、智能設備的快速迭代,驅動了各種數字化應用的蓬勃發展。
5. 摩爾定律仍在持續
雖然業界有眾多討論,但摩爾定律仍然在很好地延續著。目前,單個設備中的晶體管數量為數十億,英特爾預計,到2030年,單個封裝中集成的晶體管數量將達到一萬億。這一增長節奏仍然符合摩爾定律。
6. 晶體管微縮仍有創新空間
推進摩爾定律的傳統路徑,把晶體管做得越來越小,終有一天將會走到盡頭,但目前而言,制程技術的創新空間還有很大。

英特爾將于Intel 20A和Intel 18A兩個節點開始采用RibbonFET全環繞柵極晶體管架構??和PowerVia背面供電技術,開啟半導體制程的“埃米時代”。接下來的Intel 14A將采用High-NA?EUV(極紫外光刻)技術 。英特爾也在探索互補場效應晶體管(CFET)架構??和直接背面觸點等更先進的背面供電方案。
7. “系統工藝協同優化”將驅動摩爾定律的下一波浪潮
英特爾認為,摩爾定律的下一波浪潮將依靠名為系統工藝協同優化(STCO)的發展理念。
系統工藝協同優化是一種“由外向內”的發展模式,從產品需支持的工作負載及其軟件開始,到系統架構,再到封裝中必須包括的芯片類型,最后是半導體制程工藝。系統工藝協同優化,就是把所有環節共同優化??,由此盡可能地改進最終產品。
8. 先進封裝技術正成為延續摩爾定律的關鍵技術
先進封裝技術的發展,如英特爾的EMIB?2.5D和Foveros 3D封裝 等技術,可實現芯粒的高帶寬連接,從而讓每個特定功能的芯粒都可以基于最合適的制程技術打造,提升芯片的整體性能并降低功耗??。

英特爾也在探索基于混合鍵合的下一代3D先進封裝技術,有望將互連間距繼續微縮到3微米,實現準單片式芯片,即與一整塊大芯片相似的互連密度和帶寬。
9. 材料創新將助力摩爾定律的延續
玻璃基板通過封裝材料的更新,大幅提高基板上的互連密度,助力打造高密度、高性能的芯片封裝。
英特爾還在探索過渡金屬二硫屬化物等2D通道材料,可用于CMOS晶體管關鍵組件,有望進一步微縮晶體管物理柵極長度。
10. 推進摩爾定律,還有更多可能性
超越CMOS的新型器件和神經擬態計算、量子計算等有望大幅提高性能、降低功耗的全新計算范式,也將為摩爾定律的延續開辟新的空間。