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电子产业需要摩尔定律（120627）: 热度 1 ymin 2012-6-27 15:10; 电子产业需要摩尔定律（ 120627 ）闵应骅按照 2011 年统计，半导体产业已经达到 3000 亿美元，来支持整个电子产业。但是，电子产业和汽车、娱乐、医疗器械等行业不同。电子行业需要不断增加功能吸引用户，淘汰旧产品。这就要求半导体行业的技术进步。拿超级计算机来说，其峰值性能 = 处理器每秒执行的指令数（ IPS ） X 处理器个数，这就是所谓百亿亿次计算机，即使用 1 亿个处理器，每个也得有上百亿的 IPS 。因此，处理器芯片的速度是基础，其最大二进制吞吐量（ BIT ）也就是单位时间内芯片内最大的跳变次数。如果每个门都跳变，那么，最大的跳变次数就等于门数乘以处理器的工作频率。系统能力，即每秒执行的指令数 μ 与二进制吞吐量 β 有一个关系，如后面的图所示。人脑支持语言、运动和对生理功能的控制所需要的 β 大约等于 10 19 b/s ，而大脑的图像处理能力要求 μ 大约等于 10 14 IPS 。从图可见，我们还没有达到那个水平。我们需要新的技术和体系结构来达到更高的性能，但花费较少的功耗。目前， CMOS 工艺的 IC 的主要挑战包括： 1．提高芯片处理能力要求提高主频。而达到 1-5G 的频率，电路理论中的许多结论不再成立，置于开关状态的时间非常短，给逻辑电路带来许多问题。 2． CMOS 电路的功率消耗于工作频率成正比。芯片内温度升高，功耗加大，不但影响可靠性，而且可以损坏芯片。整机的功耗甚至达到一个小城市的耗电水平，而集中在一个也许 100 平方米的范围内。 3．这种超大规模集成电路从设计、制造、测试、封装，都面临大量新问题。许多的技术改进使得摩尔定律 50 年有效。对于小于 10 纳米的工艺尺寸，人们正寻找平面印刷工具，来代替光刻，但现在尚未成功。直接的自组装工艺也在研究中。更多、更新的技术正在发展中。半导体 Roadmap 早就预料， CMOS IC 可能进展到 7 纳米，所以，现在这条路子还会坚持相当一段时间。; 个人分类: 微电子|5310 次阅读|2 个评论

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