摩爾定律沒有失效！IBM的革新表明，電晶體沒有最小，只有更小
人類對矽的應用還沒有達到極限。
近日，IBM領導的一群研究人員公佈了一種突破性電晶體的詳細設計方案，
這種新型電晶體應該也能方便、及時地應用於幾乎所有大型科技公司都紛紛試水的自動駕駛汽車、機載人工智慧和5G感測器，
幾十年來，半導體行業癡迷於小型化，它們這麼做有充分的理由。晶片上集成的電晶體越多，運行速度就越快，能效就越高，成本也就越低。1965年，英特爾聯合創始人戈登·摩爾（Gordon Moore）發現，晶片上集成的電晶體數量每年翻一番，於是提出了著名的摩爾定律。1975年，摩爾把該定律改為每兩年翻一番。雖然現在已經達不到那種速度，但電晶體仍然在不斷縮小。
要做到這一點，就離不開創新。
上一次重大突破出現在2009年，當時研究人員公佈了一種新型電晶體的設計方案，名為鰭式場效應電晶體（FinFET）。2012年，FinFET電晶體首次投產，為半導體行業注入了亟需的動力，成功地運用22納米工藝製造出了處理器。FinFET是革命性的一步，也是數十年來電晶體結構的第一次重大改變。其關鍵點是利用3D結構而不是以往的2D“平面”結構來控制電流。
“基本上來說，
但短短五年後，這些好處即將枯竭。“FinFET的問題是，它已經沒什麼潛力了。”半導體市場調研公司VLSI Research的首席執行官丹·哈奇森（Dan Hutcheson）說。
這時，IBM登場了。與FinFET的垂直鰭式結構不同，IBM與研發夥伴GlobalFoundries以及三星，共同發明了水準堆疊式矽納米板，使電晶體的四面都被閘門包圍。
“你可以想像成把FinFET轉向一側，彼此堆疊在一起。”哈雷說。在這種結構中，控制電信號的開關大小只有兩三個DNA鏈那麼寬。
“這是個巨大的突破。”哈奇森說，“如果能讓電晶體更小，就可以在同樣大的晶片上集成更多的電晶體，這意味著同樣大的晶片具有更強的計算能力。” 在指甲蓋大小的晶片上，7納米工藝可集成200億個電晶體，而5納米工藝可集成300億個。IBM認為，使用5納米工藝後，同等功耗下的性能將提升40%，而同等性能下，功耗則會降低75%。
恰逢其時時機再好不過。
採用這種新結構的處理器最早要到2019年才上市，但這剛好趕上業內人士估計自動駕駛汽車和5G等新發明被廣泛採用的時間點。沒有5納米工藝，這些新發明將無法大規模普及。
“5G、人工智慧和自動駕駛汽車是發展趨勢，它們都非常依賴更強的計算能力，而要想提高計算能力，只能靠這種技術。”哈奇森說，“否則，我們就會止步不前。”
以自動駕駛汽車為例。它們現在可能很好用，但需要價值數萬美元的晶片才能正常運轉，這對主流產品來說是一筆無法負擔的額外成本，而5納米工藝可以大幅降低這些成本。再比如，始終線上的物聯網感測器，它們會在5G世界裡不斷收集資料。或者，再想想智慧手機，同樣大小的電池，充一次電可以用兩三天而不是一天。此外，還有很多你現在想像不到的好處。
“摩爾定律帶來的經濟價值是不容置疑的。這就是5納米工藝這樣的創新發揮作用的地方。電晶體的縮小不是依靠傳統方法來實現，而是採用新的結構。”哈雷說。
這些技術的廣泛應用還要等到若干年之後。它們的成功既需要技術的進步，也離不開監管的進步。不過至少，當這兩點成為現實的時候，那些幫助它們正常運轉的微小晶片已然是觸手可及。
翻譯：於波
造就：劇院式的線下演講平臺， 發現最有創造力的思想
IBM認為，使用5納米工藝後，同等功耗下的性能將提升40%，而同等性能下，功耗則會降低75%。恰逢其時時機再好不過。
採用這種新結構的處理器最早要到2019年才上市，但這剛好趕上業內人士估計自動駕駛汽車和5G等新發明被廣泛採用的時間點。沒有5納米工藝，這些新發明將無法大規模普及。
“5G、人工智慧和自動駕駛汽車是發展趨勢，它們都非常依賴更強的計算能力，而要想提高計算能力，只能靠這種技術。”哈奇森說，“否則，我們就會止步不前。”
以自動駕駛汽車為例。它們現在可能很好用，但需要價值數萬美元的晶片才能正常運轉，這對主流產品來說是一筆無法負擔的額外成本，而5納米工藝可以大幅降低這些成本。再比如，始終線上的物聯網感測器，它們會在5G世界裡不斷收集資料。或者，再想想智慧手機，同樣大小的電池，充一次電可以用兩三天而不是一天。此外，還有很多你現在想像不到的好處。
“摩爾定律帶來的經濟價值是不容置疑的。這就是5納米工藝這樣的創新發揮作用的地方。電晶體的縮小不是依靠傳統方法來實現，而是採用新的結構。”哈雷說。
這些技術的廣泛應用還要等到若干年之後。它們的成功既需要技術的進步，也離不開監管的進步。不過至少，當這兩點成為現實的時候，那些幫助它們正常運轉的微小晶片已然是觸手可及。
翻譯：於波
造就：劇院式的線下演講平臺， 發現最有創造力的思想