江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

CSDN|芯片破壁：摩尔定律的一次次“惊险”续命( 三 )


总体而言 ， 过去六十多年里 ， 半导体行业的快速发展 ， 正是在摩尔定律的推动下实现的 ， 一代代运算速度更快的处理器问世 ， 让人类彻底走进了信息时代 。
与此同时 ， 在芯片焊接和生产已经达到原子级别、接近量子级别的程度之后 ， 摩尔定律也从指导行业进化的“金科玉律” ， 逐渐变成了捆绑在半导体产业头上的紧箍咒 。
想要继续发挥作用 ， 必须付出巨大的成本 ， 让行业举步维艰、苦不堪言的同时 ， 不断被唱衰也就成了摩尔定律的宿命 。
性能、价格、市场预期 ， 就如同三体世界里的三个太阳 ， 在半个多世纪的时间里反复炙烤着摩尔定律 。
接下来 ， 我们就一起回到几个重要的“碰壁现场” ， 去看看摩尔定律是如何在一次次瓶颈期“惊险”逃生、鞭策着整个行业继续为之奋斗的 。
第一次续命：从MSI到VLSI ，
工匠之国日本的崛起
在此前的章节中 ， 我们谈论了以DRAM为代表的VLSI超大规模集成电路的崛起 ， 以及美国、日本在这个技术战场上的世纪战争 。
而摩尔定律 ， 既是这场战争必然爆发的推动力 ， 也是产业版图更迭的见证者 。
了解历史的人知道 ，1975年 ， 在“摩尔定律”发布的十年后 ， 摩尔本人对定律进行了修改 ， 将原本的“12个月翻一倍”改为了“18个月” 。
当时 ， 摩尔已经离开仙童 ， 与别人一起创立了英特尔 。 而技术的挑战也在此时拉开序幕 。
1975年 ， 英特尔公司准备推出的一款电荷耦合器件(CCD)存储芯片中 ， 只有3.2万个元件 ， 这比摩尔定律预测的千倍增长整整少了一半 。
第一个办法当然是修改定律 ， 将产业周期从12个月延长到18个月 。 摩尔在一次访谈中曾提及这次修改 ， 不无消极地说 ， 自己的论文只是试图找到以最低成本生产微型芯片的方式——
“我觉得不会有人会按照它（摩尔定律）来制定商业计划， 可能是因为我还沉浸在第一次预测正确的恐慌当中 。 我不觉得还会有人关注这个预测 。 ”
翻车的原因在于 ， 摩尔定律提出的1965年 ， 还是小规模集成电路（SSL）时代 ， 芯片内的元件不超过100个 。 此后 ， MSI（中规模集成电路）顺利地摆渡了十年 ， 生产技术的进步远远领先于芯片设计 ， 晶体管数量几乎每年都会翻番 ， 完美符合摩尔定律 。
但接下来 ， 工程师们认为要在单芯片上集成十万个晶体管 ， VLSI阶段正式来临 。 与此同时 ， DRAM存储器、微处理器CPU等芯片产品的出现 ， 在将芯片复杂度发挥到极致的同时 ， 也让成本的经济性开始引起重视 。
当时 ， 美国半导体产业界已经在实验室完成了对VLSI的技术突破 ， 为什么最后却是日本成功上位呢？
因为新时期里 ， 拯救摩尔定律的不是技术上的突破 ， 而是商业价值上的精进 。
DRAM是当时最重要的半导体市场消费品 ， 而其制造的关键在于更细 、更密集的电路 。 面临的挑战在于 ， 随着芯片上元件的增多 ， 晶圆上的随机缺陷影响加大 ， 导致成品率降低 ， 自然提高了芯片的生产成本 ， 也让厂商的收益不那么美好 。
必须实现成本下降 ， 才能延续摩尔定律 。 而日本产业对技术和经济的平衡 ， 在此时发挥了重要的作用 。
1976年 ， 日本以举国之力启动了闻名遐迩的超大规模集成电路研究计划 。
由通产省技术专家和官员出面 ， 集合了富士通、日立、三菱、日本电气（NEC）和东芝等5家公司 ， 共同设立了VLSI研究所 。
CSDN|芯片破壁：摩尔定律的一次次“惊险”续命
本文插图

日本在进军半导体市场时更注重改进制程 ， 而不是产品上有什么革命性的突破 。 日本VLSI研究所的目标 ， 就是在微精细加工、工艺技术、元件技术等等课题上尝试提升 。
VLSI项目实行了4年 ， 于1980年结束 ， 也确实诞生了丰硕的研究成果 ， 大约有1000项发明获得了专利 ， 这对日本半导体的国际竞争力起到了重大作用 。


推荐阅读


上一篇：IT之家|Redmi K30 Pro新配色水色天光来了！明日首卖，到手价2699元

下一篇：智联华企精益生产|班组长如何巧带员工