延续摩尔定律，两种新方法

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五十年前，DRAM 发明者、IEEE 荣誉勋章获得者罗伯特·丹纳德 开创了半导体行业不断提高晶体管密度和芯片性能的途径。这条途径被称为丹纳德缩放，它帮助编纂了戈登·摩尔关于设备尺寸每 18 到 24 个月缩小一半的假设。几十年来，它迫使工程师不断突破半导体设备的物理极限。

但在 2000 年代中期，当 Dennard 缩放定律开始失去作用时，芯片制造商不得不求助于极紫外 光刻系统等奇特的解决方案，以试图保持摩尔定律的步伐。2017 年，在访问位于纽约州马耳他的 GlobalFoundries 并参观该公司安装其第一台EUV 系统时，高级编辑 Samuel K. Moore 向一位专家询问，该工厂需要什么才能实现更小的设备尺寸。“我们可能不得不在停车场下面建造一个粒子加速器，”这位专家开玩笑说。这个想法太奇妙了，以至于 Moore 一直坚持下去。

因此，当驻东京的科技记者约翰·博伊德 最近报道了一篇关于利用线性加速器作为 EUV 光源的尝试的文章时，摩尔非常兴奋。博伊德访问了日本筑波的高能加速器研究组织 (KEK) ，这为“摩尔定律的未来是否会在粒子加速器中实现？ ”奠定了基础。据他报道，KEK 的系统通过“将电子加速到相对论速度，然后以特定方式偏离其运动”来产生光。

到目前为止，KEK 的研究人员已经成功在 20 微米的红外光脉冲中发射出 17 兆电子伏特的电子束，这距离目前 13.5 纳米的行业标准还相去甚远。但 KEK 团队对他们的技术前景持乐观态度。

虽然业界以低成本制造小型器件的能力确实有所放缓，但 Moore 认为缩小尺寸仍有一些秘诀。除了 KEK 正在研发的更亮的光源外，未来的互补场效应晶体管 还将在一个晶体管的空间内构建两个晶体管。

摩尔表示:“我相信黄和刘希望年轻的、具有技术头脑的人才能够理解保持半导体进步的重要性，并让他们愿意成为这项努力的一部分。”

从短期来看，摩尔说，堆叠芯片是不断增加解决问题所需的逻辑和内存数量的最有效方法。

“CPU 或 GPU 中总会有一些功能无法像核心处理器逻辑那样扩展。越来越觉得，试图继续使用核心逻辑的尖端芯片工艺来构建所有这些部件是没有意义的，”Moore 说道。“用最佳、最经济的工艺来构建每个部件，然后将它们重新组合在一起，或者至少放在同一个封装中，这样更有意义。”

为了满足蓬勃发展的人工智能领域的需求，GPU 制造商需要不断提升自身实力。当中国台湾半导体制造公司前董事长 Mark Liu 和台积电首席科学家 H.-S. Philip Wong 想要传达有关 CMOS 未来的信息时，他们找到了 Moore。结果就是“通往1 万亿晶体管 GPU 的道路”。除了企业角色外，Wong 还是一名学者。他反复向 Moore 表达的担忧之一是，人工智能和软件通常会吸引人才离开半导体工程领域。

“我相信黄和刘希望年轻的、有技术头脑的人能够理解保持半导体进步的重要性，并让他们愿意成为这一努力的一部分，”摩尔说。“他们想表明，尽管很多人谈论摩尔定律的消亡，但半导体工程仍具有长期的职业前景。”

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