摩尔定律

摩尔公司美国的法律是由英特尔制定的（Intel）创始人之一戈登·摩尔（戈登 摩尔）提出来的。其内容为：当价格不变时，一个集成电路上可以容纳的元件数量大约是每18个-24个月翻倍，性能翻倍。换句话说，每一美元可以买到计算机性能，每18-24个月内翻了一倍多。这个规律揭示了信息技术进步的速度。

摩尔定律" href="uploads/202302/1677115298GKM344rM.jpg" target="_blank">摩尔定律

尽管这种趋势已经持续了半个多世纪，摩尔 s定律仍应被视为观察或推测，而不是物理或自然规律。据预测，该法律将至少持续到2015年或2020年。然而，2010年国际半导体技术发展路线图的更新增长在2013年底有所放缓，预计晶体管数量密度在随后的时期内只能每三年翻一番。

1965年4月19日，《电子学》杂志（电子 杂志）第114页刊登了摩尔（当时他是飞兆半导体公司的工程师）撰写的文章〈用更多的元件填充集成电路〉据预测，集成在半导体芯片上的晶体管和电阻的数量每年将翻一番。

1975年，Moore在IEEE电子元件国际会议上提交了一篇论文，对Moore ■法律根据当时的实际情况“每年增加一倍”改为“每两年增加一倍”，流行的说法是“每18个月翻一番”但是在1997年9月，摩尔在一次采访中声明他从未说过“每18个月翻一番”SEMATECH路线图遵循24个月的周期。

一般来说，如果在相同面积的晶圆下生产相同规格的IC，随着工艺技术的进步，IC的产量可以每一年半翻一番，也就是说每一年半可以降低50的成本，平均每年可以降低30以上。至于摩尔 就美国的法律而言，集成电路技术每一年半就被提升一次。

摩尔公司s定律是评价半导体技术进步的简单经验法则其重要意义在于，从长远来看，IC制造技术是直线推进的，使IC产品不断降低成本，提高性能，增加功能。

1998年，TSMC董事长张忠谋说，摩尔 美国的法律在过去30年相当有效，在未来10到15年应该仍然适用。但是最近的一项研究发现，“摩尔定律”新世纪的时代就要结束了，因为研究和实验室的成本很高，很少有企业有财力投入芯片工厂的建立和维护。而且工艺越来越接近半导体的物理极限，再缩小就难了。

由于高纯硅的独特性，集成度越高，晶体管就越便宜，这就产生了摩尔 的法律20世纪60年代初，一个晶体管的价格约为10美元，但随着晶体管越来越小，当小到一根头发上可以装下1000个晶体管时，每个晶体管的价格仅为千分之一美分。据相关统计，按照10万次乘法的价格，IBM704电脑85美分，IBM709电脑降为17美分60年代中期，IBM花50亿开发的IBM360系统计算机已经变成了3.0美分。摩尔的定义 s定律可以归纳为以下三个版本：

集成电路芯片上的集成电路数量每18个月翻一番。

微处理器的性能每18个月翻一番，或者价格下降一半。

一美元能买到的电脑性能每18个月翻一番。

以上说法中，第一种最常见，第二种是、三种说法都涉及价格因素，本质是一样的。虽然这三个论点各有千秋，但它们有一个共同点，即“翻倍”周期18个月，翻倍的集成在集成电路芯片上“电路的数目”，是整个“计算机的性能”，还是“一块钱可以买到业绩”就见仁见智了。

早在1959年，美国著名半导体制造商Fairchild首先推出了平面晶体管，随后在1961年推出了平面集成电路。这种平面制造工艺基于所谓的平面硅晶片“光刻”形成半导体电路元件如二极管的技术、三极管、电阻和电容等。

只要“光刻”随着精度的不断提高，元器件的密度也会相应增加，具有很大的发展潜力。因此，平面过程被认为是“整个半导体的工业结合”这也是Moore 的法律。

1965年，时任飞兆半导体公司研发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年特刊撰写观察评论报告，题为：用更多的元件填充集成电路”当摩尔开始绘制数据时，他发现了一个惊人的趋势：每个新芯片的容量大约是前一个芯片的两倍，每个芯片的产量是前一个芯片的18倍-24个月内。

如果这种趋势持续下去，计算能力将相对于时间段呈指数级增长。摩尔公司的观测数据是后来摩尔 它仍然异常准确。

还发现这不仅适用于对存储芯片的描述，也能准确解释处理器能力和磁盘驱动器存储能力的发展。这个规律已经成为很多行业业绩预测的基础。在26年的时间里，芯片上的晶体管数量增加了3200多倍，从1971年推出的第一款4004中的2300个增加到奔腾II处理器中的750万个。

戈登·摩尔（戈登,摩尔,1929年-英特尔公司（Intel）的创始人之一。

1929年1月3日，戈登·摩尔出生在加利福尼亚州旧金山的佩斯卡迪诺。我父亲没有我不怎么上学17岁开始养家糊口，做了小官我妈才中学毕业。高中毕业后，他进入加州伯克利著名的化学专业，实现了他少年时的梦想。

1950年，摩尔获得了学士学位后来他继续深造，获得了博士学位他于1954年获得物理化学博士学位。

1965年，有人提议“摩尔定律”

另一种说法

摩尔公司美国的法律是基于戈登·摩尔（戈登 摩尔）但摩尔并不是第一个提出摩尔 美国法律，但加州理工学院的卡弗·米德（卡弗 蜂蜜酒）教授。

米德是第一个注意到摩尔 这是一个定律，即晶体管等产品产量的增加会导致价格下降。米德指出，如果给定价格下的计算机处理能力每两年翻一番，那么同期该价格下的计算机处理设备的价格将会降低一半。

广义验证

1975年，在一个新的电荷前端器件存储芯片中有近65，000个元素，这与Moore s在1965年的预测。根据英特尔公布的统计数据，单个芯片上的晶体管数量从1971年的2300个增加到1997年7在奔腾II处理器上.500万，26年增长了3200倍。如果按“每两年翻一番”预测26年应该有13个倍增周期，每个周期后芯片上集成的元件数应该增加2n倍（0≤n≤12）所以到了第13个周期，也就是26年后，组件数量已经相当接近实际增长倍数3200倍了。

要素验证

还有个人电脑的人（即PC）基于的微处理器芯片三要素、半导体存储器和系统软件来检查摩尔 的法律。

至于微处理器，从1979年的80868088到1982年的80286，1985年的80386，1989年的80486，1993年的奔腾，1996年的PentiumPro，1997年的PentiumII，功能越来越强，价格越来越低每次更新都是摩尔 的法律。同时PC的内存容量从最早的480k扩展到8M和16M，与Moore 的法律。

在系统软件方面，由于存储容量的限制，早期计算机的规模和功能都受到了极大的限制根据Moore 随着美国定律的出现，系统软件不再局限于狭小的空间，它所包含的程序代码的行数也急剧增加：1975年Basic的源代码只有4000行，20年后增长到50万行左右。微软 1982年的第一版包含27000行代码，20年后增加到大约200万行。绘制其发展速度曲线后发现，软件规模和复杂度的增长速度甚至超过了Moore 的法律。系统软件的发展反过来增加了对处理器和存储芯片的需求，从而刺激了集成电路的更快发展。

摩尔公司定律不是数学、物理规律是对发展趋势的分析和预测所以无论是用文字表达，还是定量计算，都要留有一定的余量。在这个意义上，摩尔 s的预测是准确的，有价值的，所以会得到业内人士的认可，产生很大的反响。

修正

1975年，摩尔在国际电信联盟IEEE的年度学术会议上提交了一篇论文，这篇论文是根据当时的实际情况写成的“密度每年一番”增长率已被重新审查和修订。据摩尔本人在1997年9月接受《科学的美国人》的编辑采访时说，是他把“每年翻一番”改为“每两年翻一番”其实后来更准确的时间是:18个月的平均值。

演化

摩尔第二定律：自从摩尔 s定律在30年前提出，集成电路芯片的性能确实有了很大的提高；另一方面，英特尔高管开始注意到芯片工厂的成本也在相应增加。1995年，英特尔董事会主席罗伯特·诺伊斯预见到摩尔 美国的法律会受到经济因素的制约。同年，摩尔在《经济学家》杂志上写道：最让我担心的是成本的增加…这是另一条指数曲线”他的声明被称为摩尔 第二定律。

新摩尔定律：出现在中国IT专业媒体上“新摩尔定律”术语 quot互联网和互联网quot指的是中国互联网主机和互联网用户数量的增长速度，每六个月翻一番。专家预测，这一趋势将在未来几年内持续。

摩尔定律”总结了信息技术进步的速度。自摩尔 以来的40多年里美国定律被应用，计算机从神秘和难以接近的庞然大物变成了大多数人不可或缺的工具，信息技术从实验室进入了无数普通家庭，互联网连接了整个世界，多媒体视听设备丰富了每个人 的生活。

摩尔定律”这对全世界来说意义重大。在回顾半导体芯片产业40年来的进步并展望其未来时，信息技术专家认为，在未来，“摩尔定律”可能还会适用。但随着晶体管电路逐渐接近性能极限，这一定律终将走到尽头。40多年来，半导体芯片的集成化趋势，正如摩尔所预言的那样，推动了整个信息技术产业的发展，给千家万户的生活带来了改变。

摩尔公司美国法律公布40多年了，看到半导体芯片制造技术水平以令人眩晕的速度提高，人们并不感到惊讶。Intel微处理器芯片Pentium4的主频达到了2GHz2011年，它推出了10亿个晶体管、每秒能执行1000亿条指令的芯片。这种发展速度是否会无限延续，是人们思考的问题。

从技术角度来说，随着硅片上电路密度的增加，其复杂度和出错率也将呈指数级增长，同时对芯片进行全面彻底的测试几乎是不可能的。一旦芯片上的线条宽度达到纳米，（10^-9米）在数量级上，只相当于几个分子的大小在这种情况下，材料的物理学、化学性质会发生质的变化，使得使用当前工艺的半导体器件无法正常工作，而Moore 美国的法律将会终结。

从经济学的角度来看，正如摩尔 s第二定律指出，20-3亿美元建芯片厂，线规模已经缩小到0.1微米会飙升到100亿美元，比一个核电站的投资还多。越来越多的公司因无力承担资金而退出了芯片行业。

物理学家加来道雄（稻夫 Kaku）他是纽约城市大学的理论物理学教授在2012年的一次采访中，他说摩尔 美国的法律在芯片行业47年后逐渐崩溃。这对计算机处理会有很大的影响。在未来十年左右，摩尔 s定律将会崩溃，计算能力仅仅依靠标准硅材料技术无法保持快速的指数级增长。

加来道雄说摩尔的两个主要原因 美国法律与政策故障是高温和泄漏。这也是硅材料寿命终结的原因。加来道雄说，这与摩尔 科学家的定律。科学家应该能够继续挖掘硅元件的潜力，从而保持摩尔 在接下来的几年里，美国的法律；但在3D芯片等技术耗尽潜力后，就会达到极限。

各个领域的科学家和行业分析师都预言了摩尔 的法律。然而，研究人员也建议摩尔 由于芯片结构和元件的不断改进，s定律仍然有效。就连被称作“基于摩尔 s定律”英特尔宣布，随着纳米线等新型晶体管和其他技术的采用逐渐取代传统的半导体晶体管，它已经进入“大叔”级别的“摩尔定律”，将无法继续引领电子设备发展的步伐。

基于摩尔 业内人士提出“More-Than-Moore”简称MTM，即“超越摩尔定律”，试图保持摩尔 从更多的方面，从摩尔定律s定律“更多更快”，发展到MTM s“更好更全面”摩尔公司s定律是在逻辑和存储器集成电路的发展中提出并得到验证的，而MTM适用于更多类型的集成电路，比如模拟、RF、图像 传感器、嵌入式 DRAM、嵌入式 闪存、MEMS、高 电压等通过改变基本的晶体管结构（SOI、FIN-FET），所有类型的电路都与技术和先进的封装兼容（晶圆级封装、SiP、3D多芯片封装）和其他技术，使得片上系统可以支持越来越多的功能，也可以降低芯片的成本、提高电路的等效集成度。

毫无疑问，摩尔 美国的法律对整个世界都有深远的意义。然而，随着晶体管电路逐渐接近性能极限，这一规则将走到尽头。摩尔 s定律失效？专家对此看法不一。早在1995年，在芝加哥举行的信息技术国际研讨会上，美国科学家和工程师杰克·Kilby表示，5 nm处理器的出现可能会终结Moore 的法律。中国科学家未来学家周海中在研讨会上预言，摩尔 由于纳米技术的快速发展，美国的法律可能在30年后失效。2012年，日裔美国理论物理学家加来道雄在接受智库网站采访时说，“在10年左右的时间里，我们将会看到摩尔 美国法律崩溃。不久前，摩尔自己也认为这一规则将在2020年黯然失色。一些专家指出，即使摩尔 美国法律死亡，信息化的步伐不会放慢。

2012年10月28日，美国IBM研究所的科学家声称，新开发的碳纳米管芯片符合要求“摩尔定律”周期，根据摩尔 美国定律，计算机芯片的集成度每18个月翻一番，价格减半。传统的晶体管由硅制成然而，从2011年开始，硅晶体管已经接近原子级别，达到了物理极限由于这种物质的天然属性，硅晶体管的运行速度和性能很难有所突破。

IBM的研究人员在一个硅芯片上放置了超过10000个碳纳米晶体管，碳纳米晶体管的电子运行速度比硅器件更快。它们也是晶体管最理想的结构形式。这些优异的性能将成为取代硅晶体管的理由，结合新的芯片设计架构，未来微型芯片将实现计算机创新。

2013年，科学家应用摩尔 他们的研究结果表明，有机生命的存在时间远远长于地球本身。研究人员替换了摩尔公司的晶体管s定律用核苷酸——，生命的遗传物质的基础，用遗传物质代替了电路进行数学计算。计算结果显示，生命最早出现在100亿年前，比地球上预测的45亿年年龄要老得多。研究人员表示，在太阳系形成时，可能存在类似细菌的生物，或者在银河系的古老区域存在一些简单的核苷酸，可能是通过彗星、小行星或其他太空垃圾来到地球。这个假设被称为学生理论起源，又称泛物种论。有科学家认为，仍有生命以泛物种论的形式进入地球。