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06-06
五十年前，英特尔创始人之一的戈登·摩尔提出了摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管（晶体管）数量大约每24个月就会增加一倍。
近几十年来，这条定律被称为科技界的铁律。
无论是半导体厂商还是芯片设计者几乎都是按照这个规律来发展的。
然而近两年来，以英特尔为首的半导体厂商开始放缓工艺的升级迭代，人们不得不开始讨论摩尔定律的预测是否已经过期。
半导体厂商该如何面对这样的挑战？从最新一期的国际半导体技术路线图可以看出，到2020年，微处理器内部晶体管尺寸缩小的进度不会放缓，而是会停止缩小。
这也意味着推动半导体产业变革的摩尔定律将正式退出历史舞台。
延续摩尔定律有多难？事实上，过去几十年半导体行业并没有跟上摩尔定律的步伐。
从 2000 年到 2000 年，芯片上的晶体管数量几乎每年都增加一倍；但2000年以后，由于技术限制，周期变成了两年；到20世纪90年代末，一切恢复正常。
而半导体厂商现在又面临着哪些困难呢？目前，半导体厂商最先进的半导体工艺已达到14nm，并正在向10nm迈进，但这几乎无限接近硅材料的物理极限。
有人会说以后会有7nm、5nm，但事实真的是这样吗？如果我们继续按照摩尔定律开发更先进的工艺，我们将面临物理和经济（投入产出比）方面的挑战。
摩尔定律本身是物理定律，但当硅晶体管的尺寸接近10nm时，栅极氧化层的厚度仅相当于十个原子的厚度。
这很容易产生量子效应，使晶体管的特性难以控制，例如漏电问题。
对于半导体制造商来说，这是一堵无法逾越的墙。
此外，由于晶体管尺寸的减小，芯片制造成本也逐渐增加。
长期来看，每颗芯片的毛利率甚至会低于制造成本。
显然，未来大多数厂家会因投入产出比而选择更具商业价值的工艺。
如何回应？即使半导体制造商无法进一步缩小晶体管的尺寸，这并不意味着半导体行业已经停止。
业内人士认为，有两种解决方案值得尝试。
不少业内人士表示，虽然晶体管的尺寸无法缩小，但未来可以利用堆叠技术来提高晶体管的密度。
当这项技术成熟后，可以保证经济效益和技术效益。
目前，这样的3D技术已经实际应用在存储芯片上。
例如，英特尔的3DxPoint闪存技术在寿命、存储速度和容量密度方面都比传统闪存高出几个级别。
此外，三星以及DI等闪存存储厂商也都在该领域推出了自己的产品。
此外，业界还认为可以寻找硅材料的替代品。
例如，新的纳米材料可用于制造接近分子尺寸的电路。
为此，国内外已经开始对这些新材料的研究。
在众多可能的硅继任者中，石墨烯无疑呼声最高。
任正非曾公开表示，石墨烯时代将颠覆硅时代。
石墨烯之所以受到业界青睐，是因为它的性能甚至比硅还要好。
它是世界上最薄且导电性最强的材料。
石墨烯只有一个原子厚，具有高强度、高导热性、高导电性等优异性能。
当石墨烯掺杂或与其他元素复合时，还可以具有半导体特性。
然而，制约石墨烯商业化的是，这种材料目前还没有量产，而且石墨烯制备成本一直居高不下。
制造一克石墨烯材料比黄金贵得多。
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