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摩尔定律|摩尔定律到底有没有失效？ 如何延续？( 二 )


为什么会越走越慢？我们也可以看看到底这几年来遇到了什么问题 。
从1965年到 0.35um、0.25um、0.18um，没有什么问题，绝大多数是工程上的问题，工程上的问题努努力就能解决 。
接下来，会遇到物理上的问题 。
首先，通互联 。芯片越做越小，塞的晶体管越来越多，用铝布线，很快就会产生电子迁移的问题，动力变短，芯片用不了几年会坏掉，也会遇到光刻机的问题，原来用的光刻机光源不够细，要改成193的，必须从半导体制程工艺里从铝改成铜，这对制造工艺来讲是非常大的挑战 。
大家看整个构造，因为有一些透镜和光学系统，要细一点，193nm的光源，极限大概是45nm，就没办法再微缩下去了 。这时候就有更聪明的人在想，透镜没办法解决，能不能在透镜和微片之间加一滴水，水能够折射，把它从45nm往下微缩一些，所以最后有一个浸没式的光刻出来 。
做到了28nm，然后又遇到了问题，开始漏电，所以只能换材料 。原来用的是偏氧化硅的东西，中间的绝缘层要全部换掉，这种更换，代表了物理、制程上的挑战，有各式各样的实验 。
再往下走大家就知道了，2D解决不了漏电、质量的问题，但是有FinFET出来，本身晶体管的构架变成了3D，就像长了一个翅膀一样 。因为光源没有解决，所以从10nm、7nm开始，要用多层光照画线，原来画一条线就可以解决，现在光本身就比线要粗，怎么办？左边曝一次光，右边曝一次光，中间留下的细缝，刚好就是6nm，但制程成本会非常高 。
种种的物理问题，层出不穷地出现，我们接下来还可以看到，有更多的问题要解决 。不过重点是，这些问题也算解决了 。
中轴，是Cadence公司为了解决这个问题写的行数，从“0.35um”一直到今天做到10nm、7nm的时候，原来几十万行、几百万行的程序，大概已经到了几千万行，完全不输一台自驾车，很难超过一台自驾车 。
同样带来的问题，无论从制程上来看，还是从EDA编程角度来看，每一个晶体管的成本开始往上跳，成本触底 。
1965年到触底为止，每一根晶体管的价格在每一个时代都是往下掉的，所以说不需要花脑筋，就可以往下一个制程工艺走，除非你用不了这个工艺，只要你的量不会差太多，就可以省钱，这是半导体过去几十年来发展的真正定律 。
可是到了20nm、16nm后，成本开始增加了，大部分做生意的人开始问自己，到底要不要用下一代制程，用了有什么好处，省的是什么成本，如果把成本所有东西包进去，你的成本越来越高，到底能不能做？
就在20nm的时候，我也参加过行业很多讨论，大家觉得半导体几乎快走到终点了，尤其是硅，成本增加后，还有几家公司会用这个制程工艺？
16nm的时候，几家做手机的基本不做了，但是10nm的时候，还有人走下去 。所以有人开始想5nm、3nm这些疯狂的技术，你要想办法继续曝光，想办法用更多新的构造，怎么可能会有人用？告诉大家，今天在中国，设计16nmFinFET以上的企业接近五十家，这仅仅是中国的数据而已 。
可能很多人觉得，好日子是不是要结束了？没有不散的宴席 。
1990年我在美国读书，教授是一个牛人，有一次他上课的时候跟我们讲：“孩子们，硅看起来没戏了，你们赶快另外找出路吧” 。我还好没听他的话，如果听了他的话，估计现在悔得肠子得青了 。
为什么他会这么说？就是因为刚才看到的这些物理的挑战 。从做科研的角度来看，这些东西或许不可解决，或许解决后没有经济效益，所以赶快看看别的材料，找软件 。三十年前，我还只是一个小伙子，现在变成了中年人了，摩尔定律依然还健在 。
这是1955年开始半导体全世界的产值；到1980年代，半导体是为了服务To B市场，大型机、通信、交换机；90年代开始，To C出现了，PC机出现了，逐渐有一些量级出现了，跟过去的大型机的量级不一样，一旦有了数量，你就有办法摊提掉非常高的研发成本 。
2016年后，To B跟To C同时间都出来了，这时候有了云，大家想想数据中心需要多少半导体？一个4G/5G的基站，需要多少的半导体，这是过去大家无法想象的 。
手机和终端带来了另外一波的增长，我们现在正在享受这一波的增长 。这些增长跟我刚刚讲的经济效益有什么差别？它代表的不是只有一个量级 。今天如果你买一台DVD机，下一代你要买的时候，还是一台DVD机，基本你就是看电视、看片子，它变贵了，你肯定不买 。你要多付钱的时候，就必须通过摩尔定律往前推进，成本要下降 。


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