摩尔定律已靠不住,美半导体将推动芯片业转型

 半导体产业最重要的法则之一「摩尔定律(Moore's Law)」即将寿终正寝，美国半导体业正面对不确定的新现实，并面临中国的竞争压力，因此政府已经决定金援研发工作，并推动芯片业进行重大转型。

「摩尔定律」是由英特尔共同创办人摩尔于1965年提出，他预测每隔两年芯片上的电晶体数便会倍增。之后由于考虑到其他影响芯片效率的因素，而将效率倍增所需的时间延长。

芯片功率能够可靠地加速，一直支撑半导体业的成长，并提供运算能力以打开新市场。美国半导体业60年来一帆风顺。景气高峰加上新市场不断出现，持续带动半导体业的营收。费城半导体指数从2016年迄今已上涨一倍，远比标普500指数38%的涨幅亮丽得多。但现在功率加快的速度持续减弱，据美国国防部Darpa研究机构首席微电子专家查佩尔指出，「摩尔定律」早在「十年前就已死亡」。业界也浮现信心破碎的信号。

卡内基美隆大学工程与公共政乐教授傅绮丝斯表示，从2004年开始「摩尔定律」式微的现象已渐趋明显，芯片业因为研发报酬率下降而处境艰难，「营收成长速度赶不上投资增加的速度」。

美国总统顾问团去年初发表的报告中已提出这项警讯，表示「基本性的科技极限」正开始拖住创新的后腿;业界领袖也警告，在政府大力资助下，「中国一致推动半导体产业，将塑造出一种对他们有利的市场，威胁美国半导体业的竞争力」

面对这种背景，Darpa已宣布将支持一套研究计划，协助学术界与企业研究人员，塑造半导体业的长期方向。Darpa的计划总额为15亿美元，也是40年来首次大规模介入芯片业。Darpa将支持芯片架构、新材料及设计相关的研究。同时由于「摩尔定律」已靠不住，政府可能会推动芯片业进行重大的转型。

机器学习领域崛起，已经为新世界的面貌提供雏型。开发人工智慧(AI)需要特殊功能的芯片，能够处理深度机器学习所需大量的数据，此一需求为辉达带来新生。AI也为Google的TPU大数据芯片设计开启应用之门，英特尔则利用FPGA来提高CPU的功率供机器学习之需;微软的「脑波计划」已经采取FPGA途径，使数据中心能有更深入的AI能力。

Alphabet董事长、硬体设计专家轩尼诗表示， 这些「特定领域架构」的兴起，是重新塑造芯片业的最重要力量，能够为其他新兴的运算市场设定基本型态，例如适合个人化机器人使用的处理器，使机器人能够在真实世界与人共处。此一趋势将为英特尔、辉达及高通等公司带来大好机会，使大型的「水平式(芯片能用于多种领域)」芯片业者能够在更特定的运算领域续领风骚。