摩尔定律是否有未来.docx

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1、摩尔定律是否有未来西蒙，西格斯，在ARM公司的员工编号是16，自1991年进入这家芯片设计公司以来，他就见证了源源不断的技术进步，但是现在他认为重大动荡即将出现。ARM公司实体知识产权部执行副总裁兼总经理西蒙?西格斯(SimonSegars近日在硅谷近郊斯坦福大学举行的HotChips高性能处理器大会上发表了主题演讲，他当时说：“我认为业界在未来不会像过去那样平静。”“业界将来可能会出现动荡。”西格斯表示，微处理器行业之前获得了几乎未曾间断的一系列改进；他提到了硅生产技术、降低功耗、装置尺寸和装置成本减小等方面的进步――他带来了1983年产售价3

2、995美元的摩托罗拉DynaTAC手机，作为佐证。但是行业格局在变化。容易解决的问题已经被搞定了；将来需要一种新的思路，才能为世人提供无数低成本、低功耗的微处理器――移动性越来越强的计算生态系统需要这种微处理器，而当前的热门技术“物联网”所描述的一切设备都互联的世界更需要这种微处理器。西格斯回想当初进入ARM时说：“早在上世纪90年代初，2G还是个难题。通用处理器、数字信号处理器(DSP和一点点控制逻辑解决了这个难题；但2G实际上是种可编程技术。它在当时属于难题，但是按今天的标准来看，那完全不费吹灰之力。”他并不是完全沉浸在旧时光当中。他其实要表

3、明的一点是，硅片越来越复杂，而且他有数字为证：他说，“有望带来约100倍带宽的4G调制解调器将比2G调制解调器复杂约500倍。”西格斯表示，将来解决4G调制解调器问题会采用这种方式：添加众多专用DSP处理引擎来解决一一这当然需要在硅片上占用大量空间。他说：“但那不是很糟糕，因为硅片尺寸一直在缩小。但是硅片的耗电量会很大，这才是真正的问题。”ARM是一家移动处理器公司，而移动处理器用的是电池一一西格斯表示，解决日益复杂的硅片的耗电问题是个系统级的挑战。他说：“原因就在于，电池方面的表现确实相当差劲。”虽然硅技术得到了相对很迅速的改进，但电池方面却没

4、有。西格斯说：“在过去，电池供电量每年以约10％或11％的幅度增长；遗憾的是，它与摩尔定律不是很匹配。”摩尔定律将受到考验但是尽管电池在移动市场是个大问题，一些更严峻的挑战却会让微处理器市场的未来与过去不一样。举例说，芯片设计的难度和有关物理原理的错综复杂性在增加，这使得设计工艺面临的风险大得多，提出的要求也高得多。西格斯说：“你确确实实要为这个问题而担心。”担心的原因在于风险和成本。他说：“完成初步芯片设计的成本将高得离谱。如果你已经为制造芯片的光刻掩膜技术投入一两百万美元时，肯定希望造出来的芯片没问题。而投入到确认和验证设计的精力和财力将增加

5、好几个数量级。西格斯眼里的另一个挑战是由半导体行业的日益分层引起的一一这种情况带来了许多优点，但同时也存在其缺点。他说：“厂商最初开始制造半导体设备时，什么生产环节都是在完全垂直整合的公司里面自己来搞。晶圆制造、产品设计、产品制造、实例设计一一整个流程都是厂商自己来搞。”后来，这种情况逐渐发生了变化一一在西格斯看来，这总体上是好事。现在行业有众多公司专门从事不同的领域，比如芯片设计、知识产权、电子设计自动化（EDA）、封装和芯这种专业分工一向有助于分摊成本和风险，有助于充分利用规模经济效应一一比如说，台积电（TSMC和GlobalFoundrie

6、s（从AMD中分拆出来的一个半导体生产公司）为许多不同的无晶圆厂芯片设计厂商生产硅片垂死的艺术和日减的晶圆厂但由于更多的公司致力于设计而非制造，西格斯觉得很危险。他提醒说：“在晶体管层面所需的技能成了一门垂死的艺术。”他说：“将来，我们会开始担心将来要处理的非常奇特的工艺，晶体管方面的那些技能会变得再度非常重要。而作为设计厂商，你必须要关注从架构直到晶体管的每一个方面。”但不过半导体行业变得如何“分散”，最终总得有厂商实际生产芯片。西格斯提醒台下听众注意赛普拉斯半导体公司的T丄Rodgers所说的那句名言：“真正的厂商自己有晶圆厂”，但他随后又指

7、出了这个明显的事实：现在业界的晶圆厂比以前少多了；而制造厂商数量上的这种萎缩带来了自己的问题。西格斯表示，随着芯片生存工艺的尺寸不断缩小，“我们发现了开发工艺的成本在一路攀升；现在开发一项新工艺的成本高达数十亿美元，这点大家都很清楚。购买新工艺所需的全套设备又要花掉数十亿美元，所以晶圆厂的数量减少从客户的角度来看，市场上只有那么几家实力强、效率高、技术先进的晶圆厂不是个问题一一实际上，使得行业分散成为好事的规模经济效应使得数量少、更忙碌的晶圆厂反而成为好事。四个客户造就不了市场不过存在一个可能很麻烦的问题，这不是晶圆厂或其客户面临的问题，而是设备

8、供应商面临的问题。西格斯说：“当你面对尺寸越来越小的工艺时，必须要解决的物理问题变得越来越难解决，下一代工艺所需的设备成本也越来越高。”