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IBM CTO: Moore‘s Law takes a back seat to innovation
2月27日，IBM公司有突出贡献专家、副总裁兼技术总监Bernard Meyerson博士在美国加利福尼亚州Monterey 举行的Globalpress 2006年电子峰会发表的主题讲话中说：在经济学方面，而不是在技术方面，摩尔定律仍然起作用。
1968年，Robert Dennar在IBM公司发明了DRAM。他也提出了“尺寸缩小定律”。按照这个定律，随着集成在芯片上的晶体管数量增加，功率密度保持不变。以往，各代工艺技术一直是通过降低内核电压来做到这点的。功率是与电压的平方成正比，因此这是一个行之有效的办法。
但是，Meyerson说：“我们一直缩小尺寸，我们这样做了二十五至三十年，现在在130nm节点上，不能再这样做了。在130nm节点上，一个1.2nm的氧氮化物栅极的厚度只有五个原子。没有人能够缩小一个晶体管各个部分的尺寸，原子是不会变大也不会缩小的。所以，尺寸缩小定律不再起作用。你可以继续按照摩尔定律行事，不过，功耗和热量将迅速上升。”
“我们不可能无休无止地缩小尺寸，因为原子是不会缩小的，我们已经发展到了这一步。摩尔定律会走到尽头吗？在2016或者2020年前后？将来，提高性能是靠发明创造，而不是靠缩小尺寸。”
在上个世纪九十年代初，当双极工艺不再遵循尺寸缩小定律时，半导体行业转向CMOS工艺，在当时，CMOS速度低，但是可以缩小尺寸。“如今，我们已经到了缩小CMOS尺寸的极限。我们需要其他的‘杠杆’。”
按照Meyerson的说法：过去，往往用缩小尺寸的办法来提高性能，现在，这个办法不行了。“我们需要新结构、新方法。”以往，起限制作用的，主要的往往是性能，而现在，是功耗。在过去，运作时的功耗往往是最重要的参数，如今则变成了待机功耗。从前我们研究的往往是GHz的性能，而今关注的则是整个系统的性能。过去我们经常模拟统计特性；现在，特征尺寸是原子的大小，这种做法不再可行。物理性质已经发生变化，因此半导体的设计方法必须相应地改变。
在晶体管材料方面，Meyerson讲了下面几点：
● 导线：在互连技术方面，尺寸的缩小举步蹒跚。在物理方面，我们遇到了根本性的限制。随着互连尺寸越来越小，电阻率迅速上升，而且电阻率的上升与导线的尺寸不成比例。
● 绝缘体：当尺寸小到一定程度时，低k电介质材料会断裂。需要通过技术上的发明创造，使低k电介质层不那么容易破裂。
● 随机掺杂效应：由于晶体管如此之小，因此掺杂原子非常少。这些为数极少的原子的随机波动能够明显地改变器件的特性。
● DFM已经成熟：缩小尺寸已经走到尽头，需要高度先进的制造工艺。
由于所有这些因素，一定需要一个从整体考虑的设计方法，用这种设计方法时，设计师必须同时优化材料、器件、电路、芯片、系统结构、系统资源和系统软件。
Meyerson说：在缩小尺寸的推动之下，在1998年至2003年之间，芯片性能提高的速度是平均每年90%。自2004年以来，在性能上的改进是靠集成技术来实现的。例如：利用多内核技术，同时进行二十项处理，从而把性能提高二十倍。
维持尺寸伸缩的一个策略是在系统方面进行“扩展”。一个例子是IBM、索尼和东芝公司共同开发的“Cell处理器”。Cell处理器是一种多内核SOC，运行速度为每秒2.5×1011次数学计算。
Meyerson指出，Cell处理器代表着两个发展趋势：一是把多个内核集成在一块芯片上；二是与合作伙伴合作，共同分担发明创造的费用。Meyerson说：自上个世纪六十年代以来，在半导体行业，研究开发的投资回报一直在急速下降。“这个趋势不会持久。在很大程度上取决于大家合作。在财政方面的现实情况迫使我们这个行业在发明创造领域联合起来，这是新的金融杠杆。这就要求实现技术生态系统的全球化。我们必须在IP方面协作。平台要全球通用，但是功能则力求别具一格。”
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