“摩爾定律”的創(chuàng)始人是戈登·摩爾,，大名鼎鼎的芯片制造廠商Intel公司的創(chuàng)始人之一。20世紀50年代末至60年代初半導(dǎo)體制造工業(yè)的高速發(fā)展,，導(dǎo)致了“摩爾定律”的出臺,。

　　早在1959年，美國著名半導(dǎo)體廠商仙童公司首先推出了平面型晶體管,，緊接著于1961年又推出了平面型集成電路,。這種平面型制造工藝是在研磨得很平的硅片上，采用一種所謂'光刻'技術(shù)來形成半導(dǎo)體電路的元器件,，如二極管,、三極管、電阻和電容等,。只要'光刻'的精度不斷提高,，元器件的密度也會相應(yīng)提高，從而具有極大的發(fā)展?jié)摿?。因此平面工藝被認為是'整個半導(dǎo)體工業(yè)鍵',，也是摩爾定律問世的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　1965年4月19日,，時任仙童半導(dǎo)體公司研究開發(fā)實驗室主任的摩爾應(yīng)邀為《電子學》雜志35周年?？瘜懥艘黄^察評論報告，題目是：“讓集成電路填滿更多的元件”,。摩爾應(yīng)這家雜志的要求對未來十年間半導(dǎo)體元件工業(yè)的發(fā)展趨勢作出預(yù)言,。據(jù)他推算，到1975年,，在面積僅為四分之一平方英寸的單塊硅芯片上,，將有可能密集65000個元件,。他是根據(jù)器件的復(fù)雜性（電路密度提高而價格降低）和時間之間的線性關(guān)系作出這一推斷的，他的原話是這樣說的：'最低元件價格下的復(fù)雜性每年大約增加一倍,?？梢源_信，短期內(nèi)這一增長率會繼續(xù)保持,。即便不是有所加快的話,。而在更長時期內(nèi)的增長率應(yīng)是略有波動，盡管役有充分的理由來證明,，這一增長率至少在未來十年內(nèi)幾乎維持為一個常數(shù),。'這就是后來被人稱為'摩爾定律'的最初原型。

“摩爾定律”的應(yīng)用

“摩爾定律”歸納了信息技術(shù)進步的速度,。這40年里,，計算機從神秘不可近的龐然大物變成多數(shù)人都不可或缺的工具，信息技術(shù)由實驗室進入無數(shù)個普通家庭,，因特網(wǎng)將全世界聯(lián)系起來,，多媒體視聽設(shè)備豐富著每個人的生活。

　　這一切背后的動力都是半導(dǎo)體芯片,。如果按照舊有方式將晶體管,、電阻和電容分別安裝在電路板上，那么不僅個人電腦和移動通信不會出現(xiàn),，基因組研究到計算機輔助設(shè)計和制造等新科技更不可能問世,。

　　“摩爾定律”還帶動了芯片產(chǎn)業(yè)白熱化的競爭。在紀念這一定律發(fā)表40周年之時,，作為英特爾公司名譽主席的摩爾說：“如果你期望在半導(dǎo)體行業(yè)處于領(lǐng)先地位,，你無法承擔落后于摩爾定律的后果?！睆奈羧盏南赏镜浇裉斓挠⑻貭?、摩托羅拉、先進微設(shè)備公司等,，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)圍繞“摩爾定律”的競爭像大浪淘沙一樣激烈,。

　　毫無疑問，“摩爾定律”對整個世界意義深遠,。在回顧40年來半導(dǎo)體芯片業(yè)的進展并展望其未來時,，信息技術(shù)專家們說，在今后幾年里,，“摩爾定律”可能還會適用,。但隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，這一定律終將走到盡頭?！澳柖伞焙螘r失效？專家們對此眾說紛紜,。

　　美國惠普實驗室研究人員斯坦·威廉姆斯說,，到2010年左右，半導(dǎo)體晶體管可能出現(xiàn)問題,，芯片廠商必須考慮替代產(chǎn)品,。英特爾公司技術(shù)戰(zhàn)略部主任保羅·加吉尼則認為，2015年左右,，部分采用了納米導(dǎo)線等技術(shù)的“混合型”晶體管將投入生產(chǎn),，5年內(nèi)取代半導(dǎo)體晶體管。還有一些專家指出,，半導(dǎo)體晶體管可以繼續(xù)發(fā)展,，直到其尺寸的極限——4到6納米之間，那可能是2023年的事情,。

專家們預(yù)言

　　專家們預(yù)言,，隨著半導(dǎo)體晶體管的尺寸接近納米級，不僅芯片發(fā)熱等副作用逐漸顯現(xiàn),，電子的運行也難以控制,，半導(dǎo)體晶體管將不再可靠?！澳柖伞笨隙ú粫谙乱粋€40年繼續(xù)有效,。不過，納米材料,、相變材料等新進展已經(jīng)出現(xiàn),，有望應(yīng)用到未來的芯片中。到那時,，即使“摩爾定律”壽終正寢,，信息技術(shù)前進的步伐也不會變慢。

摩爾定律前景

摩爾定律能再適用10年左右

　　摩爾定律問世40年了,。人們不無驚奇地看到半導(dǎo)體芯片制造工藝水平以一種令人目眩的速度提高,。目前，Intel的微處理器 i7 3770的主頻已高達3.4G（即3400M）,，以后則要推出性能更強的芯片,。人們不禁要問：這種令人難以置信的發(fā)展速度會無止境地持續(xù)下去嗎？

　　不需要復(fù)雜的邏輯推理就可以知道：芯片上元件的幾何尺寸總不可能無限制地縮小下去,，這就意味著,，總有一天，芯片單位面積上可集成的元件數(shù)量會達到極限。問題只是這一極限是多少,，以及何時達到這一極限,。業(yè)界已有專家預(yù)計，芯片性能的增長速度將在今后幾年趨緩,。一般認為,，摩爾定律能再適用10年左右。其制約的因素一是技術(shù),，二是經(jīng)濟,。

制約因素之一技術(shù)

　　從技術(shù)的角度看，隨著硅片上線路密度的增加,，其復(fù)雜性和差錯率也將呈指數(shù)增長,，同時也使全面而徹底的芯片測試幾乎成為不可能。一旦芯片上線條的寬度達到納米（10?-9米）數(shù)量級時,，相當于只有幾個分子的大小,，這種情況下材料的物理、化學性能將發(fā)生質(zhì)的變化,，致使采用現(xiàn)行工藝的半導(dǎo)體器件不能正常工作,，摩爾定律也就要走到它的盡頭了。

制約因素之二經(jīng)濟

　　從經(jīng)濟的角度看,，正如上述摩爾第二定律所述,，目前是20-30億美元建一座芯片廠，線條尺寸縮小到0.1微米時將猛增至100億美元,，比一座核電站投資還大,。由于花不起這筆錢，迫使越來越多的公司退出了芯片行業(yè),?？磥砟柖梢倬S持十年的壽命，也決非易事,。

　　然而,，也有人從不同的角度來看問題。美國一家名叫CyberCash公司的總裁兼CEO丹·林啟說,，“摩爾定律是關(guān)于人類創(chuàng)造力的定律,，而不是物理學定律”。持類似觀點的人也認為,，摩爾定律實際上是關(guān)于人類信念的定律,，當人們相信某件事情一定能做到時，就會努力去實現(xiàn)它,。摩爾當初提出他的觀察報告時,，他實際上是給了人們一種信念,，使大家相信他預(yù)言的發(fā)展趨勢一定會持續(xù)。

前景

　　摩爾定律是由英特爾公司名譽董事長戈登·摩爾經(jīng)過長期觀察發(fā)現(xiàn)得出的結(jié)論,，一開始被用于描述半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的一種現(xiàn)象,，即指集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍,，性能也將提升一倍,。后來，摩爾定律被引入到其他高科技行業(yè),，用來形容技術(shù)快速發(fā)展帶來的性能提高,。

　　在光纖通信行業(yè),，密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)曾經(jīng)很好地詮釋了摩爾定律,。DWDM是一種關(guān)鍵的基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過在一根光纖內(nèi)傳送多路平行的吉比特光信號,，使帶寬成本大幅降低,，從而讓寬帶互聯(lián)網(wǎng)得以普及。該技術(shù)還擁有傳輸距離遠,、延遲低的優(yōu)點,。隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸量迅速增長，電信運營商希望能以更低的單位成本傳送更多的信息,，因此,，DWDM在固定通信基礎(chǔ)設(shè)施中的地位得以鞏固并不斷加強。從2003年到2007年,，運營商在DWDM技術(shù)上的花費增長了將近兩倍,，2007年，全球在該技術(shù)設(shè)備上的支出達到58億美元,。

　　在過去的10年中,，著名咨詢機構(gòu)Ovum公司使用一個網(wǎng)絡(luò)帶寬資本支出(capex)的計量公式，計算每秒鐘在一公里長的距離內(nèi)傳輸1GB信息量所需的成本,。電信運營商一開始在每根語音線路上實現(xiàn)了64kbps的傳輸速率,，后來每位用戶使用成千上萬兆的信息后，語音線路不堪重負,，好在光纖技術(shù)出現(xiàn)了,。設(shè)備供應(yīng)商之間的競爭使得傳輸成本急劇下跌，1993年,，DWDM技術(shù)出現(xiàn)前,，每秒鐘在一公里長的距離內(nèi)傳輸1GB信息量的成本為2000美元，到2007年,，該數(shù)字已經(jīng)不足1美元,，其發(fā)展速度已令摩爾定律失色,。

　　DWDM技術(shù)從正式部署到今天已經(jīng)有13年歷史，但是,，它目前卻好像停止了曾經(jīng)在電信發(fā)展史上創(chuàng)造過奇跡的指數(shù)級增長,，步入了青春期的消沉。分析師指出,，如果下一個5年內(nèi)整個系統(tǒng)不出現(xiàn)指數(shù)級的擴張,，那么DWDM的幾何式增長也將難以維系。難道在光纖通信市場,，摩爾定律的影響終結(jié)了嗎,？

　　在過去的歲月中，DWDM的成功依賴于多樣化的創(chuàng)新,，例如光纖放大器和光分插復(fù)用器(OADM)等,，還包括激光、測波器,、過濾器等多種技術(shù)的進步以及各種系統(tǒng)軟件的創(chuàng)新,，他們都讓系統(tǒng)獲得了更高的容量，并提高了運營的靈活性,。

　　殘酷的競爭使得10G網(wǎng)絡(luò)的成本不斷降低,，也迫使DWDM在13年里不斷提高成本表現(xiàn)，盡管在此期間光纖系統(tǒng)的研發(fā)投資和元器件創(chuàng)新的投資都相對較低,。同時,，本世紀開始幾年中，電信行業(yè)泡沫的破裂導(dǎo)致主要市場的支出銳減,，整個行業(yè)都在療傷,。那段時間內(nèi)對研發(fā)投資的削減帶來的后果是：更具成本效益的40G技術(shù)的部署和商用被推遲了。

　　不過,，市場最終還是選擇了40G技術(shù),。最有可能在近期實現(xiàn)傳輸成本效益的指數(shù)級增長的就是40G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該技術(shù)提供的帶寬是現(xiàn)有10G網(wǎng)絡(luò)的4倍,，而capex卻只有四分之一,，性能表現(xiàn)也絲毫不遜色。雖然Ovum咨詢公司認為這種規(guī)模的成本削減在2012年前不太可能實現(xiàn),，但鑒于過去幾年中對該項技術(shù)的投資劇增,，奇跡還是有可能出現(xiàn)的。

　　2008年已經(jīng)推出和即將推出的40G技術(shù)創(chuàng)新包括：北電網(wǎng)絡(luò)研發(fā)的技術(shù),，提供了目前市場上最佳的性能,，并有著向100G技術(shù)演進的清晰路線；Opvista技術(shù),，對推動40G技術(shù)在城域網(wǎng)中的使用有明顯的優(yōu)勢,；由Stratalight,、Mintera和其他公司共同研發(fā)的標準化40G模塊技術(shù)也取得了進展。光纖技術(shù)供應(yīng)商Infinera公司也在努力通過40G技術(shù)創(chuàng)新解決成本,、容量和傳輸距離之間的矛盾,，預(yù)計將在今年晚些時候或明年發(fā)布新技術(shù)。

　　同時,，網(wǎng)絡(luò)運營商和設(shè)備供應(yīng)商還將推動100G技術(shù)的創(chuàng)新,，從而將延續(xù)DWDM的成功，并滿足全球用戶對通信服務(wù)越來越多的渴望,。

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