推荐产品3推荐产品2推荐产品1
新闻内容News

纳米定律晶体管英特尔中国董事黄节:摩尔定律能走多远

摩尔定律能走多远—无线宽带的实现和英特尔的创新之旅”

  什么是摩尔定律呢?大约在1965年,在普尔顿.摩尔博士创建英特尔公司之前发现了这样一个规律,集成电路晶体管每隔18个月到24个月就会翻一番,这就是摩尔定律。摩尔定律和其他自然界的定律不一样,并不是能自动执行的,摩尔定律需要经过不懈努力才能够得以实现。

  摩尔定律是,每两年晶体管的密度翻一番,晶体管的大小尺寸每两年就缩小为原来的70%。换句话说,如果上一代晶体管为0.5微米,两年以后就是0.5微米乘以0.7,变成0.35微米。进入今天英特尔晶体管大小的距离可以做到45纳米,下一代就是45乘以0.7,变成32纳米。

  每一个纳米有多小呢?大家可以看到,一个头发丝的宽带相当于9万纳米,一个细菌的大小相当于2千纳米,病毒的大小只有20纳米,而我们英特尔现在做的晶体管是45纳米,也就是说,只有两个病毒大小。

  摩尔定律的实现使我们能以极低的价格获得极高性能的产品,在1971年,英特尔第一代微处理器中,就包含有2300个晶体管,到07年,每个晶体管的价格仅相当于1968年每个晶体管价格的百万分之一。换句话说,如果汽车价格以同等速度下降,到今天为止,一部新车的价格仅一美分。摩尔定律的实现彻底改变了IT界、通讯界、半导体工业整体的现状,比如通讯领域中很多中国企业崛起,变成了通讯主设备厂商中的一流企业,这里面的间接原因是和摩尔定律相关的,由于摩尔定律的实现,使得定价差异化极大缩小,过去做一个交换机的初始成本和门槛非常高,今天做一个交换机,硬件的差异化是非常小的,门槛也非常低,这就是为什么很多中国企业在通讯制造业上变为全球一流企业的原因之一。

  是不是也可以这样讲,在今天的汽车工业中,如果还没有一个世界一流的汽车工业,是不是可以归结为汽车工业里还没有出现一个类似摩尔定律这样的定律呢?

  人们一直在问,我们真的需要这么多计算和通讯能力吗?这个问题由来已久,我们认为,人们对通讯能力的需求是远远没有得到满足的,过去我们将一部大型机变成PC机、手机和嵌入式设备,人们发现两种趋势同时存在,一种是一个机器有多种多样的服务,比如一台笔记本可以做很多事情;一台手机可以同时是照相机、手机和MP3……这是多功能的;同时我们也发现很多专业型的机器,比如iPod专门用来听MP3,这两种趋势的发展刺激了对于终端设备的需求,转过来刺激了人们对摩尔定律的需求,希望有更多处理量大但又非常便宜、体积非常小的设备出现。

  刚才我讲了,一个MP3格式歌曲的文件大小只是3M,相当于2400个0+1,而一部高清电影的文件大小超过了1G,相当于80亿0+1,从这个取向可以看到。全球人均拥有晶体管的数量到2004年变为了5000亿,而且到今天为止我们还没有发现人们对此的需求和满足达到饱和。

  人们可能要问,是不是在每一个时刻、每一个设备中都需要那么高的计算量?实际上并不一定,但在英特尔不断实现摩尔定律的过程中,当我们把晶体管做得非常小时,不仅可以极大提高计算量,而且它的功耗会降低,这是非常重要的。2005年65纳米晶体管到2007年45纳米的晶体管,晶体管的密度提高了2倍,切换速度提高了20%以上,切换功率反而降低了30%,漏电功率降低了5倍以上,整个栅极的漏电功率降低了10倍以上,因为我们不断遵循摩尔定律,不断向前推进创新,今天的处理器不仅处理能力大大提高了,而且功耗相比以前也有成十百倍的降低,这大大刺激了人们对高处理能力、低耗能产品的需求。

  摩尔定律给人们生活带来了很大的改变,它到底能走多远?这个问题提出很长一段时间了。当我们的晶体管做到120纳米时,人们说90纳米就是极限了,到90纳米时就不能这样做了。再往下走,我们突破了90纳米,大家说,45纳米是极限了,今天我们又突破了45纳米走向32纳米……人们一再问,摩尔定律能走多远?因为不可能无限制分下去,最后做到很小的级别,就到原子级了,你不可再比原子级更小,摩尔定律能走多远?

  从这张图来看,当晶体管尺寸缩小,传统技术就临近极限了,原级和漏级(音)的漏电就变成了一个很大的挑战,由于漏电,0和1的区分变得模糊了,要解决这个问题,就必须更有效地在珊体方面控制,这要求山级变得非常薄,这就出现了一个问题,山级漏电会增加。今天我们讲,原级和漏级可以做到45甚至32纳米,实际上珊级会更薄,现在山级的尺寸薄到只有50个硅原子那么厚,正负差级只有50硅原子。

  从60纳米做到45纳米我们发现了一个很大的改变,英特尔在材料上有了重大的突破,高K珊技术突破传统,由于有了这个重大的突破,我们可以把摩尔定律从65纳米执行到45纳米甚至更进一步,并且继续向前走,技术的创新使我们可以沿着摩尔定律继续向前走,至少50年。

  在2001年时是135纳米,2003年90纳米、2005年65纳米、2007年45纳米,在45纳米时,因为引进了革命性变化,2009年我们会把它继续到32纳米。
 0.38745093345642 s