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半導(dǎo)體行業(yè)最近不斷有好消息傳來，但背后卻隱藏著不斷深化的危機(jī)，我擔(dān)心這種危機(jī)在今后十年中將擴(kuò)散到整個(gè)電子行業(yè)。 摩爾定律并不是一項(xiàng)真正的法律。摩爾自己就經(jīng)常提醒我們，這個(gè)定律只是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和其客戶之間保持技術(shù)以指數(shù)速率向前發(fā)展的一個(gè)社會(huì)契約而已。沒有強(qiáng)制性的理由要求摩爾定律必須繼續(xù)下去。那么，為什么我們還要遵守摩爾定律呢？因?yàn)闊o論跟隨摩爾定律的經(jīng)濟(jì)成本有多高，不跟隨摩爾定律的社會(huì)成本都肯定要高得多。 50年來，IC給全世界的產(chǎn)品和服務(wù)提供了強(qiáng)大的發(fā)展動(dòng)力，也推動(dòng)了全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。摩爾定律不僅表述了半導(dǎo)體領(lǐng)域的創(chuàng)新步伐，還描繪了現(xiàn)代世界的生活水平發(fā)展步伐。發(fā)生這種非凡變化的代價(jià)是什么？答案就在我們面前。 摩爾定律的標(biāo)準(zhǔn)定義是計(jì)算機(jī)芯片的密度每兩年提高一倍，但事實(shí)上這要復(fù)雜得多。因?yàn)檫@個(gè)定律具有多個(gè)維度，體現(xiàn)不同方面的變化：1)尺寸(密度)。一定數(shù)量的晶體管需要占用的表面積尺寸每年都在減小。2)性能。相同尺寸的芯片在內(nèi)存容量、計(jì)算速度等方面將愈加強(qiáng)大。3)價(jià)格。隨著芯片越來越小，價(jià)格也越來越便宜。如果重新設(shè)計(jì)架構(gòu)，充分利用單個(gè)晶體管固有的速度提高優(yōu)勢，價(jià)格則下降得更快。盡管如此，提高性能仍一直是業(yè)界奮斗的主要目標(biāo)。 過去20年，業(yè)界的工作重點(diǎn)一直是提高芯片密度，同時(shí)保持芯片尺寸相對穩(wěn)定，并最大化性能和集成度。近來，采用更小晶體管實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜單核處理器的過程變得異常昂貴。因此，一些大型處理器廠商開始轉(zhuǎn)向多核設(shè)計(jì)。盡管這種方法能解決問題，但其代價(jià)是可能要永遠(yuǎn)放棄三維中的一個(gè)維度——尺寸。 好消息是摩爾定律仍然完整無損。我們能夠保持前進(jìn)的步伐，但同時(shí)也面臨隨時(shí)止步的巨大風(fēng)險(xiǎn)。 事實(shí)上，在摩爾定律中還隱藏著第四維度，這個(gè)維度可以保持摩爾定律像以往一樣強(qiáng)大，甚至能延長其生命期--這就是效能。效能清楚地闡明，在僅僅50年中，龐大笨重的電腦主機(jī)是如何發(fā)展到輕便但性能更高的筆記本電腦。 幾十年前，效能不是特別讓人感興趣。我們告訴自己，普通芯片功耗只有幾瓦，即使每個(gè)芯片逐漸增加到100至200瓦，但與白熾燈和家用電器相比還是小巫見大巫。 由于放任半導(dǎo)體行業(yè)成為地球上最耗能的行業(yè)之一，我們已經(jīng)破壞了摩爾定律的社會(huì)契約。這是不理智的。我們身處半導(dǎo)體行業(yè)，目的是要讓世界變得更加美好，而不是更糟；我們要發(fā)展進(jìn)步，但不能以破壞環(huán)境為代價(jià)。 簡言之，我們必須變革并重新思考摩爾定律，使其包含長期被忽略的第四維度——效能。如果我們能夠?qū)雽?dǎo)體研發(fā)精力的20%用來推動(dòng)總體芯片功耗每年下降15%，那么到2020年，普通器件的功耗將只有今天的20%。屆時(shí)個(gè)人電腦功耗僅有40W，而不是如今的每小時(shí)200W。這聽起來也許很有挑戰(zhàn)性，但想想看，今天的智能手機(jī)一整天的用電量還不到5W。 用這些新型的低功耗器件替換世界上的每顆芯片，全球市場將能承載數(shù)量5倍于今天的電子產(chǎn)品，而且不會(huì)給電網(wǎng)增加額外的負(fù)擔(dān)。半導(dǎo)體行業(yè)一直在做不可能的事。現(xiàn)在正是這一代芯片制造商勇敢面對新挑戰(zhàn)的大好時(shí)機(jī)。 作者：Sehat Sutardja 董事長、總裁兼CEO |
