摩尔定律的失效，7nm工艺之后，芯片该走向何处？

本文来自公众号“物理微电子前沿科普”

首先普及一下，什么是摩尔定律，Intel创始人之一戈登 摩尔提出：在价格不变的前提下，集成电路上的元器件的数量，大约18-24个月会翻一番，性能也会提升一倍。而从2000年以后，摩尔定律实际上已经失效，只不过有效的沟道面积，一直在靠像用FinFET（鳍式场效应晶体管）等堆积来维持所谓的摩尔定律，即使像这样维持，现在摩尔定律的速度也已经在放缓。

Sayeef Salahuddin, Kai Ni  and Suman Datta. nature electronics(2019)

而在2018年5月份，台积电已经率先实现7nm工艺量产，而对于5nm工艺芯片，只是预估计2020年上半年实现量产。目前只是预计，是否能够实现，还很难说，毕竟这个跟良率有很大关系。

台积电7nm工艺实现量产

而且，集成度越高，这个成本会越高，而站在后摩尔集成电路的十字路口，该何去何从？

在材料方面，如果想要取代硅片，从经济成本上来说，一般不太现实，唯一可以做的就是，研究硅片所做不了的。我们现在的信息存储，信息传递用的都是电子的电荷，而电子的电荷在电场的驱动下会无规则的运动，并且电子之间会互相碰撞，产生大量的热功耗，而对于电子来说，其自旋的性质我们尚未使用其存储和传递信息，也许能够有效的控制电子的自旋，会是实现低功耗高性能芯片的一条途径。

电子的自旋，自旋向上和自旋向下

文章来源于公众号“物理微电子前沿科普”