在后摩尔定律时代谁来主导晶片产业

   在摩尔定律引领下的IC生产正在逼近物理定律的极限，晶片产业迫切需要替代技术。目前尚处于研发状态中的各种新的晶片生产技术-分子计算、生物计算、量子计算、石墨烯等技术中，谁将最终胜出？

    1965年，晶片产业的先驱GordonMoore发布了着名的摩尔定律：IC晶片的复杂程度每过两年就会增加一倍。此后的几十年来，在这一定律的指引下，晶片制造技术的进步让晶片的晶体管尺寸得以不断缩小，从而使电气信号传输的距离更短，处理速度也更快。

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    对电子行业和消费者来说，摩尔定律意味着计算机类设备的尺寸将变得更小、速度更快、成本更低。当然，这一切都要归功于半导体设计和制造方面坚持不懈的创新，35年来晶片在一如既往地遵循这条轨迹。不过，工程师们也清楚，摩尔定律终究会在某个时候陷入绝境，因为晶体管会变得只有几十个原子那么厚。这么小的尺寸正在逼近基本的物理定律的极限，而实际上在逼近这个极限前就已经出现了两个很实际的问题：想把这么小的晶体管如此近地放在一起，又要获得高产量（质量合格的晶片，而不是有瑕疵的晶片），成本会变得过于高昂；而另一方面，一大堆晶体管进行开关操作时产生的热量会急剧攀升，足以烧毁元件本身。

    的确，这些问题几年前已经开始显现了。如今普通的个人电脑普遍采用“双核”晶片--意味着使用两个小处理器，而不是一个处理器，这种设计的一个非常主要的原因是，如果把所需数量的晶体管封装到一块晶片上并解决散热问题已变得困难重重。晶片设计人员改而选择并排放置两块或更多块晶片，并对它们进行编程，以便并行处理讯息。

    摩尔定律最终可能会寿终正寝。如果真是那样的话，工程师们该如何继续制造出功能更强大的晶片呢？改用新的架构或者研发可以逐个原子组装的奈米材料是研究人员正在研究的两种办法。另外一些办法还包括量子计算和生物计算。下面会介绍一些技术，其中一些目前还处于原型阶段。在接下来的20年里，这些技术有望让计算机继续遵循“尺寸更小、速度更快、成本更低”这条道路向前发展。

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   散热：研发新型散热器由于一块晶片上的晶体管数量多达10亿个，消除晶体管在开关操作时生成的热量是一大挑战。虽然个人电脑里面有空间容纳风扇，但即便如此，每块晶片约100瓦的功耗却已是其散热极限。为此研究人员开始设计一些新颖的替代技术。MacBookAir笔记本电脑采用由热传导铝制成的精美外壳，并充当散热器。在苹果PowerMacG5个人电脑中，液体（水）从处理器晶片下面的微通道流过以散热。

    不过，液体和电子器件却是一个不可靠的组合，像智能手机这些比较小的便携式装置根本没有地方来容纳管道或风扇。英特尔的一支研究小组已把一层碲化铋超晶格薄膜做到晶片封装体中。温差电材料把温度梯度转变成电信号，实际上对晶片本身起到了散热效果。