一 : IBM突破7nm表明摩尔定律依然有效
【61阅读IT新闻频道】美国科技博客ReadWrite今天撰文称，IBM在芯片领域的最新技术突破表明摩尔定律仍然有效，体积更小巧的处理器将促进物联网和虚拟现实等领域的发展。
IBM昨天宣布了一项重大的芯片技术突破，实现了7纳米工艺。这项技术突破了10纳米这一重要障碍，并证明整个行业仍然可以遵循所谓的“摩尔定律”展开创新。
IBM的研发团队使用了一种名为硅锗的新型混合结构，将芯片的基础组件压缩到7纳米级别。
这类项目可以令未来的计算设备价格更低，性能更强。除了IBM之外，英特尔等其他企业也在努力开发类似的技术。IBM通过此举证明，为了满足大数据的需求，投资30亿美元推进计算机技术的进步完全可以获得回报。
对所有科技公司来说，这都是一个颇具意义的事件。尽管这些体积小巧的处理器短期内不会上市，但却真切地表明整个行业都渴望在芯片行业实现突破。
换句话说，要不了多久，开发者或许就能使用装有未来芯片的小型设备来开发软件，这些设备的速度更快、内存更大、耗电更少。随着物联网和虚拟现实等各类趋势的加速涌现，这些芯片都将得到用武之地，需求也将越来越大。
与此同时，还将催生更多无需使用大容量电池的紧凑硬件。
这是一项值得关注的趋势，因为它对整个科技行业都有着无比深远的意义。
更广泛地看，IBM的这项成就重新点燃了科技行业的热情，认为摩尔定律将会继续有效——该定律预计晶体管密度每6个月就会翻一番。有了7纳米突破，科技行业仍将继续保持高速增长。
值得一提的是，摩尔定律并非数学规律，只是一种描述科技行业的长期发展趋势的经验法则。现在看来，科技的发展速度已经加快，甚至比摩尔预计得更快。如今，平台期已经跨过，表明科技进步速度不会放缓，而是会加速跨越之前的物理局限。
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二 : 单原子纳米导线拯救摩尔定律
用硅原子间的磷原子制成的纳米线
摩尔定律是指，集成电路（IC）上可容纳的晶体管数目，每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。由此可推测，每隔18个月，以相同价格购买的电脑，其性能将提高两倍以上。
自该定律被提出的40多年以来，就不断有更小的晶体管、导线等元件被研发出来，用以开发出更高性能的计算机。然而，当电子原件的度量尺度达到纳米级之后，出现了新的问题：随着电路尺度变小，电阻常常过大，使电荷“步履艰难”，难以流动形成电流。
所以，集成电路发展至量子级时，也出现了量子效应，即不再遵循宏观电路中的定理，使得摩尔定律的权威性岌岌可危。
然而据《科学美国人》报道， 日前，由澳大利亚和美国科学家组成的研究团队成功研发出一种单原子的纳米导线，其导电能力可与传统铜导线相媲美。据研究人员介绍，他们突破电阻瓶颈的工具，是磷原子。科研人员利用了原子精度的扫描隧道显微镜，在硅原子之间均匀安放少量磷原子，以实现电子的逐次传递，从而产生导电的效果。所制成的纳米导线宽度相当于４个硅原子，高度相当于１个硅原子。这预示着电子元件尺度降低到量子级别，有望成为现实。
该项研究的成功仅仅是投石问路，纳米导线的成功设计预示着集成电路有望降低到量子级别，不过，真正意义上量子计算机的问世还需要至少十年时间。该研究团队在首获成功之后，设定下一步的研发目标：将磷原子作为最小信息单位——就像传统计算机中的比特一样，研制出磷基量子计算机。
长嘘一口气。时过近半个世纪，摩尔定律仍旧“宝刀未老”。
信息和图片来源： scientificamerican
三 : 摩尔定律：摩尔定律-发现背景，摩尔定律-发现人物
摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
摩尔定律_摩尔定律 -发现背景
只要“光刻”的精度不断提高，元器件的密度也会相应提高，从而具有极大的发展潜力。因此平面工艺被认为是“整个半导体的工业键”，也是摩尔定律问世的技术基础。
(www.61k.com）1965年时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇观察评论报告，题目是：“让集成电路填满更多的元件”。在摩尔开始绘制数据时，发现了1个惊人的趋势：每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量，每个芯片的产生都是在前1个芯片产生后的18-二十四个月内。
如果这个趋势继续的话，计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。摩尔的观察资料，就是后来的摩尔定律，所阐述的趋势一直延续至今，且仍不同寻常地准确。
人们还发现这不光适用于对存储器芯片的描述，也精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。在26年的时间里，芯片上的晶体管数量增加了3200多倍，从1971年推出的第1款4004的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。
摩尔定律_摩尔定律 -发现人物
戈登·摩尔（Gordon Moore,1929-）：英特尔公司（Intel）的创始人之一。
1929年1月3日，戈登·摩尔出生在加州旧金山的佩斯卡迪诺。爸爸没有上过多少学，17岁就开始养家，做1个小官员，妈妈只有中学毕业。高中毕业后他进入了著名的加州伯克利分校的化学专业，实现了自己的少年梦想。
1950年，摩尔获得了学士学位，接着他继续深造，于1954年获得物理化学博士学位。
1965年，发现“摩尔定律”。
另1种说法
摩尔定律虽然以戈登·摩尔（GordonMoore）的名字命名，但最早提出摩尔定律相关内容的并非摩尔，而是加州理工学院的卡沃·米德（CarverMead）教授。
米德是最早关注到摩尔定律所提出的晶体管之类的产量增加，就会引起其价格下降现象的。米德指出，如果给定价格的电脑处理能力每两年提高一倍，那么这一价位的电脑处理装置同期就会降价一半。
摩尔定律_摩尔定律 -定律验证
广义验证1975年，在1种新出现的电荷前荷器件存储器芯片中，的确含有将近65000个元件，与十年前摩尔的预言一致。另据Intel公司公布的统计结果，单个芯片上的晶体管数目，从1971年4004处理器上的2300个，增长到1997年PentiumII处理器上的7.5百万个，26年内增加了3200倍。如果按“每两年翻一番”的预测，26年中应包括十三个翻番周期，每经过1个周期，芯片上集成的元件数应提高2n倍（0≤n≤12），因此到第十三个周期即26年后元件数这与实际的增长倍数3200倍可以算是相当接近了。
要素验证
也有人从个人计算机（即PC）的3大要素微处理器芯片、半导体存储器和系统软件来考察摩尔定律的正确性。
微处理器方面，从1979年的8086和8088，到1982年的80286，1985年的80386，1989年的80486，1993年的Pentium，1996年的PentiumPro，1997年的PentiumII，功能越来越强，价格越来越低，每一次更新换代都是摩尔定律的直接结果。与此同时PC机的内存储器容量由最早的480k扩大到8M，16M，与摩尔定律更为吻合。
系统软件方面，早期的计算机由于存储容量的限制，系统软件的规模和功能受到很大限制，随着内存容量按照摩尔定律的速度呈指数增长，系统软件不再局限于狭小的空间，其所包含的程序代码的行数也剧增：Basic的源代码在1975年只有4，000行，20年后发展到大约50万行。微软的文字处理软件Word，1982年的第一版含有27，000行代码，20年后增加到大约200万行。有人将其发展速度绘制一条曲线后发现，软件的规模和复杂性的增长速度甚至超过了摩尔定律。系统软件的发展反过来又提高了对处理器和存储芯片的需求，从而刺激了集成电路的更快发展。
摩尔定律并非数学、物理定律，而是对发展趋势的1种分析预测，因此，无论是它的文字表述还是定量计算，都应当容许一定的宽裕度。从这个意义上看，摩尔的预言是准确而难能可贵的，所以才会得到业界人士的公认，并产生巨大的反响。
摩尔定律_摩尔定律 -修正演化
修正
1975年，摩尔在国际电信联盟IEEE的学术年会上提交了一篇论文，根据当时的实际情况，对“密度每年一番”的增长率进行了重新审定和修正。按照摩尔本人1997年9月接受《科学的美国人》一名编辑采访时的说法，他当年是把“每年翻一番”改为“每两年翻一番”。实际上，后来更准确的时间是两者的平均：十八个月。
演化
摩尔第二定律：摩尔定律提出30年来，集成电路芯片的性能的确得到了大幅度的提高；但另一方面，Intel高层人士开始注意到芯片生产厂的成本也在相应提高。1995年，Intel董事会主席罗伯特·诺伊斯预见到摩尔定律将受到经济因素的制约。同年，摩尔在《经济学家》杂志上撰文写道：“现在令我感到最为担心的是成本的增加，…这是另一条指数曲线”。他的这一说法被人称为摩尔第二定律。
新摩尔定律：中国IT专业媒体上出现了“新摩尔定律”的提法，指的是中国Internet联网主机数和上网用户人数的递增速度，大约每半年就翻一番。而且专家们预言，这一趋势在未来若干年内仍将保持下去。
摩尔定律_摩尔定律 -主要意义
“摩尔定律”归纳了信息技术进步的速度。在摩尔定律应用的40多年里，计算机从神秘不可近的庞然大物变成多数人都不可或缺的工具，信息技术由实验室进入无数个普通家庭，因特网将全世界联系起来，多媒体视听设备丰富着每个人的生活。
由于高纯硅的独特性，集成度越高，晶体管的价格越便宜，这样也就引出了摩尔定律的经济学效益。在20世纪60年代初，1个晶体管要10美元左右，但随着晶体管越来越小，直到小到一根头发丝上可以放1000个晶体管时，每个晶体管的价格只有千分之一美分。据有关统计，按运算10万次乘法的价格算，IBM704电脑为1美元，IBM709降到20美分，而60年代中期IBM耗资50亿研制的IBM360系统电脑已变为3.5美分。
“摩尔定律”对整个世界意义深远。在回顾40多年来半导体芯片业的进展并展望其未来时，信息技术专家们认为，在以后“摩尔定律”可能还会适用。但随着晶体管电路逐渐接近性能极限，这一定律终将走到尽头。40多年中，半导体芯片的集成化趋势一如摩尔的预测，推动了整个信息技术产业的发展，进而给千家万户的生活带来变化。
摩尔定律_摩尔定律 -未来前景
从技术的角度看，随着硅片上线路密度的增加，其复杂性和差错率也将呈指数增长，同时也使全面而彻底的芯片测试几乎成为不可能。一旦芯片上线条的宽度达到纳米（10-9米）数量级时，相当于只有几个分子的大小，这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化，致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作，摩尔定律也就要走到尽头。
从经济的角度看，正如摩尔第二定律所述，20-30亿美元建一座芯片厂，线条尺寸缩小到0.1微米时将猛增至100亿美元，比一座核电站投资还大。由于花不起这笔钱，迫使越来越多的公司退出了芯片行业。
摩尔定律_摩尔定律 -日渐失效
毫无疑问，摩尔法则对整个世界意义深远。不过，随着晶体管电路逐渐接近性能极限，这一法则将会走到尽头。摩尔法则何时失效？专家们对此众说纷纭。早在1995年在芝加哥举行信息技术国际研讨会上，美国科学家和工程师杰克·基尔比表示，5纳米处理器的出现或将终结摩尔法则。中国科学家和未来学家周海中在此次研讨会上预言，由于纳米技术的快速发展，30年后摩尔法则很可能就会失效。前不久，摩尔本人认为这一法则到2020年之际就会黯然失色。一些专家指出，即使摩尔法则寿终正寝，信息技术前进的步伐也不会变慢。
物理学家加来纪雄（MichioKaku）是纽约城市大学一名理论物理学教授，称摩尔定律在叱咤芯片产业47年风云之久后，正日渐走向崩溃。这将对计算机处理进程产生重大影响。在未来十年左右的时间内，摩尔定律就会崩溃，单靠标准的硅材料技术，计算能力无法维持快速的指数倍增长。
加来纪雄表示导致摩尔定律失效的2大主因是高温和漏电。这也正是硅材料寿命终结的原因。加来纪雄表示这与科学家们最初预测摩尔定律没落大相径庭。科学家应该能继续挖掘硅部件的潜力，从而在未来几年时间里维持摩尔定律的生命力；但在3D芯片等技术也都耗尽潜力以后，那么也就将达到极限。
各领域科学家以及产业分析师们都预测到了摩尔定律的失效。然而研究者们同时又提出，不断进步的芯片结构和部件使得摩尔定律在今天依然有效。就连被称作“建立在摩尔定律之上”的Intel公司宣布随着采用纳米导线等技术的新型晶体管逐渐取代传统的半导体晶体管，已经进入“大叔”级别的“摩尔定律”，将不能继续引领电子设备发展的节奏。
摩尔定律_摩尔定律 -最新发现
2012年10月28日，美国IBM研究所科学家宣称，最新研制的碳纳米管芯片符合了“摩尔定律”周期，依据摩尔定律，计算机芯片每十八个月集成度翻番，价格减半。传统的晶体管是由硅制成，然而目前硅晶体管已接近了原子等级，达到了物理极限，由于这种物质的自然属性，硅晶体管的运行速度和性能难有突破性发展。
IBM公司的研究人员在1个硅芯片上放置了1万多个碳纳米晶体管，碳纳米晶体管的电子比硅质设备运行得更快。它们也是晶体管最理想的结构形式。这些优异的性能将成为替代硅晶体管的原因，同时结合新芯片设计架构，未来将使微型等级芯片实现计算机创新。
研究人员发现，电子被捕获进1个接口处具有一层氧化物或者金属的半导体后就很容易被抽进空气中，藏匿于该接口处的电子会形成一层电荷，而且该电子层内部的带电粒子之间的库伦排斥力也会使电子很容易从硅中释放出来。他们通过施加很少量的电压，有效地从硅结构中提取出了电子，随后再将电子置于空气中，使它们能在纳米尺度的通道内行进，而不会遇到任何的碰撞或者发生散射。
摩尔定律_摩尔定律 -生物学应用
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