高一摩尔定律公式,摩尔定律物理公式

首页 > 教育培训 > 作者:YD1662023-06-20 09:02:46

摩尔定律 VS 功能密度定律

众所周知,随着IC工艺的特征尺寸向5nm、3nm迈进,摩尔定律已经要走到尽头了,那么,有什么定律能接替摩尔定律呢?

这就是我们今天要提出的:“功能密度定律-Function Density Law”,简称“FD Law”。

首先,让我们回顾一下摩尔定律。

1. 摩 尔 定 律

高一摩尔定律公式,摩尔定律物理公式(1)

摩尔定律(Moore's Law)是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)于1965年提出来的,至今已有55年。

高一摩尔定律公式,摩尔定律物理公式(2)

摩尔定律内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。

总得来说,摩尔定律有以下三种说法:

1、集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18-24个月就翻一番。

2、微处理器的性能每隔18-24个月提高一倍,而价格下降一倍。

3、用一个美元所能买到的电脑性能,每隔18-24个月翻两番。

以上几种说法中,以第一种说法最为普遍,第二、三两种说法涉及到价格因素,其实质是一样的。三种说法虽然各有千秋,但在一点上是共同的,即"翻番"的周期都是18-24个月,至于"翻一番"(或两番)的是"集成电路芯片上所集成的电路的数目",是整个"计算机的性能",还是"一个美元所能买到的性能"就见仁见智了。

这一定律揭示了信息技术进步的速度,尽管这种趋势已经持续了超过半个世纪,摩尔定律仍应该被认为是观测或推测,而不是一个物理或自然法。

摩尔定律到底准不准?让我们先来看下面一张图,从图中可以看出,采样点基本位于曲线的附近,可以看出摩尔定律基本上还是准确的。

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摩尔定律并非数学或者物理定律,而是对发展趋势的一种预测,因此,无论是文字表述还是定量计算,都应当容许一定的宽裕度。从这个意义上看,摩尔的预言是相当准确了,所以才会被业界人士的公认,并产生巨大的反响。

"摩尔定律"的终结

摩尔定律问世至今已55年了,我们知道:芯片上元件的几何尺寸总不可能无限制地缩小下去,这就意味着,总有一天,芯片单位面积上可集成的元件数量会达到极限。

从技术的角度看,随着硅片上线路密度的增加,其复杂性和差错率也将呈指数增长,同时也使全面而彻底的芯片测试几乎成为不可能。

一旦芯片上特征尺寸达到1纳米时,相当于只有5个硅原子的大小,这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化,致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作,摩尔定律也就要走到它的尽头了。

2. 功能密度定律

高一摩尔定律公式,摩尔定律物理公式(4)

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