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计算机技术第六范式:三维分子计算和新兴计算技术

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1965年4月19日,戈登·摩尔在《E1ectronics》杂志上这样写道:“集成电子的未来就是电子自身的未来。集成电路的优势将带来电子学的扩散,并把这门科学推广到很多新的领域。”1摩尔通过这些话,宣告了一场势头正劲的革命的到来。为了让他的读者意识到这个新科学的深远意义,摩尔预言,“到1975年,国家经济将建立在一个由多达65000个元件压缩而成的单硅芯片上。”试想一下这些吧。

摩尔的文章描述了嵌入到集成电路上的晶体管(用作计算单元或者门电路)的数量,每年都会增长一倍。他在1965年提出的“摩尔定律”在当时饱受争议,因为他的片上元件数量对数图上只有5个参考点(从1959年到1965年),所以由此来预测1975的趋势是不成熟的。摩尔的最初估计是错误的,他在10年后修订了这一数字(更改为两年翻一番)。但是这个基本观点(由于集成电路板上晶体管体积的缩小而导致电子产品的性价比呈指数增长)被证明是正确的而且有先见之明的。2

今天,我们谈论的是上十亿级而不是上千级的组件。2004年最先进的芯片中,逻辑门仅有50纳米宽,这已经完全是纳米级别(100纳米或以下即属于纳米技术范畴)的数值了。摩尔定律终有一天会终结,但这一典型范式的结束时间一直在推迟。Paolo Gargini,英特尔技术主管兼著名的国际半导体技术路线图(ITRS)主席,最近指出,“我们预测至少在未来15到20年时间里,电子产品将会按摩尔定律继续发展。事实上……纳米技术为我们提供了许多新的关键技术来增加一个芯片上元件的数量。”3

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