摩爾定律有終結之日嗎？這些知識你要知道

1965年4月19日，英特爾創始人之一戈登·摩爾在《電子學》雜誌發表了摩爾定律。即集成電路上晶體管的集成度大概平均18個月會翻倍，計算機性能也將提升一倍。摩爾定律到今天已經50多年了，它會面臨終結嗎？

讓專家來告訴你吧！

回顧計算機發展史，從第一台經典計算機問世以來，它們的大小經歷了天翻地覆的變化，從一個佔據幾棟樓房的龐然大物縮小到了人們的手掌上、口袋裡。

近20年，計算機技術更是經歷了巨大的革命性飛躍，單個晶元上三極體的數目及運算的速度都是以指數形式逐年上升。無論是60多年前的充滿整棟屋的龐然大物，還是現在的手機型電腦，基本原理卻是萬變不離其宗。英特爾公司創始人之一戈登·摩爾在20世紀70年代提出了「摩爾定律」，即集成電路上晶體管的集成度大概平均18個月會翻倍，計算機性能也將提升一倍。這一定律揭示了信息技術進步的速度之快。然而，集成技術的密集度，或者說集成電路的線寬不可能無限制地小下去，經典計算機將很快達到它的極限——三極體的大小將達到原子的尺度。有人曾預測，摩爾定律將於2016年走向終結。

微電子元器件

預言摩爾定律將終結的論據主要有兩點：高溫和漏電。當集成電路的精細程度達到了原子級別，特別是當電路的線寬接近電子波長的時候，電子就通過隧道效應而穿透絕緣層，使器件無法正常工作，硅金屬的集成電路就將徹底終結。

英特爾公司創始人戈登·摩爾

隧道效應在微電子學、光電子學以及納米技術中都是很重要的，有很多用途。最早的應用就是掃描隧道顯微鏡。在光電子技術中，由於量子隧道效應，激光可以從一根光纖，進入相距很近的另一根光纖的內部，工程師利用這個原理，製成了光纖分光器。1957年，受雇於索尼公司的江崎玲於奈在改良高頻晶體管的過程中發現負電阻現象：當增加PN結兩端的電壓時，電流反而減少。這種反常現象可以用隧道效應來解釋。此後，江崎利用這一效應製成了隧道二極體。

近年來，人們發現了宏觀的量子隧道效應，觀察到一些宏觀物理量，如微粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量等，也顯示出隧道效應。

這種宏觀量子隧道效應將會是未來微電子器件的基礎。摩爾定律是否將會終結，關鍵在於新型的電子技術能否擔起繼續發展的重任。近些年來，一些新奇量子材料如拓撲絕緣體的發現，使得宏觀量子隧道效應的應用更加多樣化。

摩爾定律與集成電路的發展

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