2028年将实现1nm的芯片，摩尔定律的发展将陷入困境

摩尔定律是英特尔创始人之一戈登·摩尔的经验之谈，其核心内容为：集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加一倍。换言之，处理器的性能大约每两年翻一倍，同时价格下降为之前的一半。 [12] 摩尔定律是内行人摩尔的经验之谈，汉译名为“定律”，但并非自然科学定律，它一定程度揭示了信息技术进步的速度。

随着芯片的制程工艺进入5nm时代，摩尔定律的极限时刻被提及，我们也能很明显的感受的到，现阶段芯片厂商对于全新制程工艺的研发，已经陷入了一定的困境当中，技术突破的时间也被进一步拉大，这一度让我们相信，芯片的研发或许真的已经达到了摩尔定律极限。

就在很多芯片厂商处于困惑之中时，就在近日IBM宣布已经成功研制了2nm的芯片，也成功打破了现阶段的摩尔定律极限，芯片的技术迭代肯定会有上限，但至少不会是现在，芯片的技术研发还有着很大的进步空间。

很多人可能会好奇，作为计算机企业的IBM，在很早之前就已经出售了芯片研发部门，为何如今还会具备这样的实力呢?其实真正的原因在于合作上，IBM选对了合作伙伴，三星以及AMD都是其合作伙伴。

虽然早早宣布退出芯片市场，但IBM对于芯片技术的研发却从未中断，多年下来拥有了良好的基础实力，配合上AMD以及三星先进的技术，在一众优秀企业的通力配合之下，终究完成了对于2nm芯片研发的壮举。

若摩尔定律不死，2028年实现1nm的芯片，但之后就是数字的游戏了根据摩尔定律，晶圆管的密度每18个月就会增加一倍，因此性能也就翻了一番。在过去的几十年里，摩尔定律一直在发展，但到了7nm之后，这种规律就被打破了，比如5nm和3nm的发展速度就会大大降低，这也是为什么摩尔定律已经失效的原因。

然而，比利时的IMEC却公布了一份最新的芯片生产技术路线图，上面写着2036年的0.2nm制程，表明芯片的生产将继续遵循摩尔定律。从2024年到2024年，A14到1.4nm,2028年到1nm,2036年，N3到0.2nm。同时，晶圆管的技术也在不断的发展，从FinFET开始，到了2nm,GAAFET就变成了CFET。

但是，请注意我上方的绿色方块，这是MP金属栅极间距，它是用来表示晶体管密度的。从1nm开始，它的体积就会越来越小，到了1nm的时候，已经达到了16nm，但无论技术如何进步，它的性能都停留在16nm到12nm之间。也就是说，不管是1纳米、0.5纳米、0.2纳米，晶体管的密度都不会有太大的改变。

其实，先前就有科学家说过，到了1nm以后，量子隧道效应就有可能导致半导体的失效，所以1nm以后，这种MP金属栅极间距就没有变化了。这也意味着，下一步的制程将会达到几nm，这和晶体管的密度无关，而是数码游戏，芯片制造商想怎么做就怎么做，而不去考虑MP金属栅极的问题。

最近一段时间以来，摩尔定律一直处于“薛定谔的摩尔定律”状态，在英伟达和英特尔这两个行业巨头的讲话中，更是在“死了”和“没死”之间反复横跳。

摩尔定律是否已经走到尽头，是近10年来一直被讨论的话题。

1965年初，戈登·摩尔(题图人物)表示集成电路上可容纳的元器件数量约18个月便会增加一倍，后在1975年将这一定律修改为单位面积芯片上的晶体管数量每两年能实现翻番。

这便是影响后世至今的“摩尔定律”。

作为半导体行业的“黄金定律”，摩尔定律一直指导着芯片开发。但是随着芯片工艺升级速度的放缓和成本的快速提升，围绕在这一定律身上的争议不断扩大。

面对摩尔定律的“信任危机”，英特尔CEO帕特·基辛格表示，至少在未来十年里，摩尔定律“依然有效”。

而英伟达创始人黄仁勋却表达了截然相反的观点。黄仁勋在一场采访中表示，对于芯片行业来说，以类似成本实现两倍业绩预期已成为过去，蛮力加晶体管的方法和摩尔定律的进步基本上已经走到了尽头，“摩尔定律结束了”。

摩尔定律大家都很熟悉，一句话来概括：每隔18个月，单位面积内晶体管数量翻倍且价格不变。

这条被奉为行业圭臬的定律是由英特尔创始戈登·摩尔在60多年前提出的。

如果把它拆解后可得到两条衍生定律：1、成本减半定律，2、性能翻倍定律，且前置条件是更替节奏必须是每隔18个月。

成本减半很好理解，晶体管数量翻倍但是价格不变，等于每个晶体管的成本每个周期都在下降。

性能翻倍也很好理解，单位面积内晶体管数量翻倍，相当于每颗芯片的性能变得越来越强，毕竟晶体管数量的多少，很大程度上决定了这颗芯片的算力性能，越多基本等于越强。

当然这个是有前提的，仅适用于逻辑芯片领域，类似模拟，功率，传感器，射频之类不在这个讨论范围内，全世界最好的音频芯片还是4-6英寸的工艺在做，都是30，40年前的工艺，摩尔定律不太适用，但是你能说它落后吗?不，它已经是最好的了。

摩尔定律的发展困境

假如，摩尔定律发展遇到困境了，那么从逻辑上来讲，必然是成本减半和性能翻倍两个结论，以及18个月这个周期，三者约定的条件中，有1-2个因素发展变化导致这个周期节奏被打破了，所以我们说摩尔定律发展遇到困境了。

换言之就是这个节奏玩不动了，或者不按这个节奏走了，所以结论就是摩尔定律被打破了，然后就开始提后摩尔时代这个概念了。这就是摩尔定律无法延续，我们要进入后摩尔时代的说法来源，确实先进工艺也确实快到极限了。

显然成本减半和性能翻倍是一件非常矛盾的事，相当于又要马儿少吃草，又要马儿跑得快，而且更替节奏只有短短的18个月。

芯片禁令实施之后，很多人对于芯片也都有了一个大概的了解，至少是知道了芯片的重要性。芯片的发展是严格遵循摩尔定律的，所谓的摩尔定律其实就是集成电路上可以容纳的晶体管数目每经过18个月就会增加一倍，也就是说，处理器的性能每隔两年就会翻一倍

经过几十年的发展，如今芯片工艺已经得到了极大的发展，并且已经发展到了5nm甚至是3nm，目前，最先进的芯片5nm工艺掌握在台积电的手中，三星虽然也能够实现量产，但是良品率上却不如台积电。台积电和三星之间也是在明争暗斗，在最新的3nm工艺上下足了功夫。

如果摩尔定律达到极限的话，那么如今的芯片结构体系也会失灵，这对于整个芯片行业来讲，是一个巨大的难题，所以说，目前3nm制程已经几乎接近摩尔定律极限了。眼看着芯片的制程已经达到了物理极限，全球各大芯片厂商将会重新站在同一起跑线，这对于从前相对落后的厂商来讲，其实是一件好事，毕竟如果能够重新站在同一起跑线上，那么就有机会在这个新的时代之中，取得有利的地位。