Sehat Sutardja是fabless公司Marvell Technology Group的總裁及CEO
今年半導(dǎo)體業(yè)不斷傳出好的消息,然而近期己經(jīng)出現(xiàn)雜音,著名fabless公司Marvell的總裁 Sehat Sutardja擔(dān)心將影響到未來10年的整個電子工業(yè)。
摩爾定律實際上不能看作是真正的定律,它本人也提醒我們,定律僅是在半導(dǎo)體業(yè)與它的客戶之間為了推動技術(shù)以指數(shù)式進(jìn)步的一種應(yīng)有的承諾(social contract)。然而,為什么人們信奉它,因為是實踐的結(jié)果,成本下降的速度與摩爾定律預(yù)計的一致,由此對于社會的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過定律自身。
近50年來,IC己經(jīng)推動全球產(chǎn)品與服務(wù),因而也推動全球的經(jīng)濟。摩爾定律不僅適用半導(dǎo)體,而且對于現(xiàn)代化世界都具有生命力。
電子產(chǎn)品價格持續(xù)下降意味著什么?及為什么?
摩爾定律標(biāo)準(zhǔn)的含義是計算機芯片每經(jīng)過兩年晶體管的密度增加一倍(編者注應(yīng)為在功率不變下晶體管密度增加一倍)。實際上遠(yuǎn)比上述假設(shè)復(fù)雜。隨著參照物的不同,定律有好幾種釋義;
l 尺寸(密度),芯片面積上晶體管的數(shù)量,每年芯片的特征尺寸縮小。
l 功能;在同樣尺寸芯片上將具更多的功能,包括存儲器量及計算速度。
l 價格;隨著芯片越來越小,價格越來越便宜。如果從單個晶體管的頻率提高看,成本下降更快。盡管如此,近10年的功能提高成為主要方向。
在過去的20年中,半導(dǎo)體業(yè)的重點是在同等芯片面積下增加晶體管的密度,并盡可能提高功能及集成度。近期隨著尺寸越來越小,所以單項工藝越來越復(fù)雜,因此研發(fā)的成本越來越高。面對新的態(tài)勢,處理器大廠都移向多核設(shè)計以及向芯片三維方向過渡。
對于摩爾定律好的消息是至今仍在起作用,仍能保持前進(jìn)的步伐,顯然前進(jìn)路上也蘊含巨大的風(fēng)險。
未來如何走?
讓我來提出在摩爾定律中還存在一個第四指標(biāo)(dimension),它不但越來越覺得有需求,而且可以延伸定律的壽命,即效率。在過去的50年中對于效率是這樣解釋的,從己經(jīng)選擇的公司架構(gòu)通過節(jié)電或冷卻方法來取得進(jìn)步,包括筆記本電腦具有更強的功能。
幾十年前對于效率并不特別有興趣,開始時通常的芯片消耗幾瓦,之后逐漸增大到100-200瓦。與燈泡及家庭其它電器相比,并不很突出。
但是隨著半導(dǎo)體業(yè)逐漸變成最大能耗之一,與摩爾定律最初對于社會的承諾產(chǎn)生相抵觸,也是不能容認(rèn)的。半導(dǎo)體推動社會文明與進(jìn)步,不能對于社會環(huán)境帶來損害。
簡言之,我們必須重新思考,很長時間來被定律忽視的第四個指標(biāo),效率。如果我們能拿出20%的半導(dǎo)體總研發(fā)費用,來推動每年15%的芯片功耗下降,到2020年全球電能的20%消耗是用在芯片上。未來每臺計算機消耗的電能該是每小時40瓦,而不是200瓦。目前可能還作不到,然而今日的智能手機已經(jīng)作到每天消耗電能不足5瓦。
如果全球的芯片都換成低功耗的器件,那么全球無需增加額外的電站就能滿足比現(xiàn)在多達(dá)5倍的電子產(chǎn)品。
那么作為我們要如何看待新的社會承諾,即整個半導(dǎo)體業(yè)認(rèn)同未來半導(dǎo)體的電能總消耗將保持在今天水平,用今天的眼光似乎是十分困難,但是如果回顧1965年時的摩爾定律,到今天2010年仍然有效,那時也認(rèn)為是不能想象的。
未來芯片的升級可能是每18個月來替代15個月,下一代筆記本電腦的主頻是2.4GHz替代2.8GHz,在明年2月推出的下一代最新的iPod可能比今年11月的價格要便直30%。所以您還想為縮小尺寸作出貢獻(xiàn)嗎?因此我們要改變過去的許多投資從電站與價格到效率方面上來。
半導(dǎo)體業(yè)總是在作幾乎不可能實現(xiàn)的事,今天一代芯片正在迎接下一代的挑戰(zhàn)。
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