摩爾定律是由英特爾（Intel）創始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）提出來的。其內容為：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術進步的速度。

　　盡管這種趨勢已經持續了超過半個世紀，摩爾定律仍應該被認為是觀測或推測，而不是一個物理或自然法。預計定律將持續到至少2015年或2020年。然而，2010年國際半導體技術發展路線圖的更新增長已經放緩在2013年年底，之后的時間里晶體管數量密度預計只會每三年翻一番。

　　摩爾定律

　　也有人從個人計算機（即PC）的三大要素微處理器芯片、半導體存儲器和系統軟件來考察摩爾定律的正確性。

　　微處理器方面，從1979年的8086和8088，到1982年的80286，1985年的80386，1989年的80486，1993年的Pentium，1996年的PentiumPro，1997年的PentiumII，功能越來越強，價格越來越低，每一次更新換代都是摩爾定律的直接結果。與此同時PC機的內存儲器容量由最早的480k擴大到8M，16M，與摩爾定律更為吻合。

　　系統軟件方面，早期的計算機由于存儲容量的限制，系統軟件的規模和功能受到很大限制，隨著內存容量按照摩爾定律的速度呈指數增長，系統軟件不再局限于狹小的空間，其所包含的程序代碼的行數也劇增：Basic的源代碼在1975年只有4，000行，20年后發展到大約50萬行。微軟的文字處理軟件Word，1982年的第一版含有27，000行代碼，20年后增加到大約200萬行。有人將其發展速度繪制一條曲線后發現，軟件的規模和復雜性的增長速度甚至超過了摩爾定律。系統軟件的發展反過來又提高了對處理器和存儲芯片的需求，從而刺激了集成電路的更快發展。

　　摩爾定律并非數學、物理定律，而是對發展趨勢的一種分析預測，因此，無論是它的文字表述還是定量計算，都應當容許一定的寬裕度。從這個意義上看，摩爾的預言是準確而難能可貴的，所以才會得到業界人士的公認，并產生巨大的反響。

　　專家預測摩爾定律終結

　　毫無疑問，摩爾法則對整個世界意義深遠。不過，隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，這一法則將會走到盡頭。摩爾法則何時失效？專家們對此眾說紛紜。早在1995年在芝加哥舉行信息技術國際研討會上，美國科學家和工程師杰克·基爾比表示，5納米處理器的出現或將終結摩爾法則。中國科學家和未來學家周海中在此次研討會上預言，由于納米技術的快速發展，30年后摩爾法則很可能就會失效。2012年，日裔美籍理論物理學家加來道雄在接受智囊網站采訪時稱，“在10年左右的時間內，我們將看到摩爾法則崩潰。”前不久，摩爾本人認為這一法則到2020年的時候就會黯然失色。一些專家指出，即使摩爾法則壽終正寢，信息技術前進的步伐也不會變慢。

　　摩爾定律或在2021終結

　　50年前，英特爾創始人之一戈登·摩爾提出了摩爾定律：集成電路上可容納的電晶體（晶體管）數目，約每隔24個月便會增加一倍。最近幾十年，這個定律堪稱科技界的鐵律，無論是半導體制造商還是芯片設計商，幾乎都在按照這個規律發展。

　　但是，最近兩年，以英特爾為首的半導體廠商開始放慢制程的升級迭代之路，而人們也不得不開始討論摩爾定律的預言是否已經失效，半導體廠商又該如何面對這樣的挑戰？

　　從最近一期的半導體國際技術路線圖上可以看出，到2021年，微處理器內部的晶體管的尺寸縮小的進度不是放緩，而是將停止縮小，這也就意味著推動半導體行業變革的摩爾定律將正式退出歷史舞臺。

　　延續摩爾定律究竟有多難？

　　實際上，過去幾十年半導體行業也沒有和摩爾定律完全保持一致的節奏。

　　從 1965 年到 1975 年，芯片上的晶體管數量幾乎每年都會翻番；然而在1975年之后，由于技術的限制，周期變為了兩年；到上世紀 90 年代末，又回到了正規。

　　而現在半導體廠商又面臨了什么樣的困難？

　　目前，半導體制造商最先進的半導體制程已經達到了14nm，正在朝著10nm前進，但這幾乎已經無限接近硅材料的物理極限。有人會說，未來還會有7nm和5nm，但事實真會如此嗎？

　　如果繼續按照摩爾定律來研發更高級的工藝制程，會面臨物理和經濟（投入產出比）兩方面的挑戰。

　　摩爾定律本身是一條物理定律，但是在硅晶體管的尺寸接近10nm的時候，柵氧化層的厚度只相當于十個原子的厚度。這就會極易產生量子效應，并且導致晶體管的特性難以控制，例如漏電問題。對半導體廠商而言，這是一堵穿不透的墻。

　　除此之外，因為晶體管尺寸的縮小，芯片制造成本在逐漸增加，長期以往每顆芯片的毛利率甚至還會低于制造的成本。很明顯，未來大多數廠商會因投入產出比而選擇更具商業價值的制程。

　　如何應對？

　　即便半導體制造商無法進一步縮小晶體管的尺寸，但這并不代表半導體行業就此停滯不前，業內人士認為有兩種方案值得嘗試。

　　不少業內人士表示，雖然晶體管的尺寸無法縮小，但未來能夠取而代之的是通過堆疊技術來提升晶體管的密度，這一技術成熟后就可同時保證經濟和技術效益。

　　目前，這樣的3D技術事實上已經在存儲芯片上得到了應用，例如英特爾推出的3DxPoint閃存技術，它在壽命、存儲速度以及容量密度上都要比傳統閃存高幾個level，另外，三星和閃迪等存儲廠商也已經在這一領域推出了各自的產品。

　　另外，業界還認為我們可以尋找硅材料的替代品，例如利用新型納米材料可能做出接近分子大小的電路。為此，國內外已經在著手研究這些新的材料。

　　這眾多可能成為硅的繼任者之中，石墨烯的呼聲無疑是最高的，任正非就曾公開表示，石墨烯時代顛覆硅時代。

　　石墨烯之所以能受到業界的青睞，是因為它比硅材料有過之而無不及，它是世界上最薄、導電性能最強的材料。石墨烯只有一個原子厚，并且具有強度高、導熱和導電效高等優異特性，當石墨烯與與其他元素摻雜或復合也可具有半導體特性。

　　不過制約石墨烯商業化的是，這種材料目前仍然無法量產，而且石墨烯制備成本也一直居高不下，制造一克石墨烯材料比黃金還要貴出不少。