1.1　摩尔定律

摩尔定律（Moore's Law）是由英特尔（Intel）创始人之一的戈登·摩尔（Gordon Moore）于1965年提出来的，至今已有56年。

摩尔定律的内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，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计算机性能，每隔18～24个月将提升为原来的4倍。

总的来说，关于摩尔定律有以下3种说法：

（1）集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18～24个月就增加一倍。

（2）微处理器的性能每隔18～24个月提高一倍，而价格降低一半。

（3）用一美元所能买到的计算机性能，每隔18～24个月将提升为原来的4倍。

以上3种说法中，第1种说法最为普遍，后面两种说法涉及价格因素，其实质也是一样的。3种说法虽然各有千秋，但在一点上是相同的，即“翻番”的周期都是18～24个月，至于翻一番（或翻两番）的是“集成电路芯片上所集成的电路的数目”“微处理器的性能”，还是“用一美元所能买到的计算机性能”就见仁见智了。

摩尔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，但摩尔定律仍被认为是一种观测或推测，而不是一种物理或自然法。

图1-1所示为摩尔定律的增长曲线，因为纵轴采用了对数坐标，所以摩尔定律的增长曲线实际上是一条指数曲线。由图可知，现实中的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很准确的。

摩尔定律并不是具有严格数学意义的定律，而是对集成电路技术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，所以才会被业界公认，并产生巨大的反响。

图1-1　摩尔定律的增长曲线

我们知道，芯片上元器件的几何尺寸不可能无限制地缩小，这就意味着总有一天，芯片单位面积上可集成的晶体管数量会达到极限。

从技术层面看，随着硅芯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难以完成。当芯片上特征尺寸达到1 nm时，相当于只有几个硅原子的大小，在这种情况下，材料的物理、化学性能将发生质的变化，导致采用现行工艺的半导体器件不能正常工作，摩尔定律也就走到尽头了。