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摩尔定律达到极限了吗？

人类一直在芯片技术的发展中不断进步。虽然业内人士强调摩尔定律已经接近极限，但摩尔定律仍然适用于集成电路的进步。

摩尔定律强调，每18个月，集成电路可以容纳的晶体管数量将增加一倍。这意味着芯片性能可以不断提升，集成电路将不受物理规则的限制，进一步突破到3nm、2nm甚至更先进的1nm。

关键是，这可能吗？从物理规律来看，摩尔定律是有终点的，可以在一定程度上容纳晶体管的数量，不能再进一步。但是从TSMC的技术进步来看，已经宣布2022年进行3纳米的量产。

那么摩尔定律达到极限了吗？显然，全球芯片制造巨头TSMC正在探索3纳米以下的技术，这证明摩尔定律可以继续延伸。至少未来5-10年不会结束。

TSMC和三星都量产了5nm芯片，这是人类芯片技术史上的一个新高度。除此之外，还有什么新的突破吗？

关于更先进的芯片技术，传来了一个信息，不仅仅是3nm，一种使用集成电路的全新方法，或者1nm芯片的到来成为了现实。

中国芯片产业迎来突破

在芯片领域，摩尔定律是基于传统的水平结构晶体管定义的，即在水平面上增加集成电路中可以容纳的晶体管数量。

在有限的晶圆面积内，制造商基本上不会为了控制尺寸而延长晶圆和芯片的长度和面积。而是通过降低纳米的精度，利用波长为13.4nm的极紫外光刻技术，在芯片上光刻出纳米级的集成电路晶体管，制作出顶部5nm的芯片。

这种精密控制方式不会放大芯片面积，只会改变晶体管的集成密度，使其可以光刻数百亿个晶体管，从而实现高性能，降低工作功耗。优点是稳定，缺点是很难像摩尔定律所说的晶体管数量翻倍，最后达到极限。

但是如果横向结构的晶体管变成了纵向呢？有没有可能在制造工艺上实现更大的突破？在这一点上，中国芯片产业迎来了突破。

湖南大学刘源教授带领的团队完成了物理沟道长度为1纳米的垂直场效应晶体管的验证。刘源教授团队采用垂直晶体管，实现了芯片全新的开发思路。

从横向结构到纵向结构，将进一步打破传统技术的束缚，有望实现1nm技术研发。所以1nm要来了？目前处于理论阶段。如果理论和实际测试都成功，1nm芯片真的能实现吗？

1nm真的能实现吗？

我相信，即使是TSMC也无法在未来五年内实现1毫米的大规模生产。因为TSMC遵循一个循序渐进的过程，遵循传统的芯片制造工艺。台积电可以发展到3纳米甚至2纳米。但需要多长时间，最终能否实现，在成功量产之前，一切都是未知数。

从中国芯片行业突破1nm的消息来看，理论上是有意义的。关键在于实际应用。

1nm能否实现，何时实现，还需要等待时间验证。有人可能会说这只是一个理论，还没有进入量产，也没有实际的产品外观。这个突破有意义吗？

我们需要知道的是，任何实际的技术突破都是从理论基础开始发展的。没有理论数据和实验基础怎么开展后续工作？

就像盖楼房一样，需要设计内部结构，用理论知识支撑。只有这样，才能为以后的成功打下基础。湖南大学教授的突破也是如此。

摘要

芯片研发3nm以上，有更先进的1nm及相关验证。也许当1nm到来时，全球科技界将发生翻天覆地的变化。中国的芯片产业也可以迎来一个新的时代和未来，这可能需要时间，但如果成功了，一切努力都是值得的。

你认为1nm芯片可能吗？

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