近日，美国劳伦斯伯克力国家实验室的一篇论文震惊了整个IT行业，他们成功地利用碳纳米管和一种称为二硫化钼的化合物开发出了全球最小的晶体管，只有1纳米。

　　“纳米科技”这个词儿我们都听说过，1毫米等于1百万纳米，一根头发丝平均0.06毫米，1纳米的晶体管只有你头发丝的六万分之一的厚度。

　　计算机是以0和1作二进制运算的，晶体管就是最基本的单位，每个晶体管相当于一个开关，关的时候表示0，开的时候表示1，晶体管越多，开关也越多，处理的数据越多，性能就越强大。

　　这时候，晶体管的尺寸越小，同样体积的芯片上就能集成更多，让芯片不会因性能提升而变得更大。而且，减少体积也可以降低耗电量，所以长久以来，晶体管的大小都是计算技术进步的硬指标。

　　著名的摩尔定律，曾经完美的诠释了这种进步。它说的就是当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管的数目约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。通俗一点讲就是：我们现在买的一部手机和两年前的一部手机相比，价钱没变，大小没变，但是性能已经翻了一倍。

　　摩尔定律的定义归纳起来，主要有以下三种版本：集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18个月就翻一倍。微处理器的性能每隔18个月提高一倍，或价格下降一半。用一个美元所能买到的计算机性能，每隔18个月翻两倍。摩尔定律并非数学、物理定律，而是对发展趋势的一种分析预测，因此，无论是它的文字表述还是定量计算，都应当容许一定的宽裕度。

　　“摩尔定律”不是自然规律，他是英特尔的联合创始人摩尔1965年发表在论文上的一个看法，半个世纪以来，芯片产业的确一直在按照这个规律发展，差不多每两年运算能力翻一番，或者同样的运算能力，两年左右体积可以缩小一倍。

　　但是最近，有学者认为“摩尔定律”已经失灵了，2年以后我们买到的手机性能也许只会提高50%。其中一个重要的原因就是：晶体管的工艺已经遇到了瓶颈。

　　晶体管的工艺制程一直按照摩尔定律进行。

　　比如苹果iPhone7的A10Fusion处理器，采用是16纳米的工艺，目前英特尔最新的处理器采用的是14纳米的工艺，与此同时，三星最尖端的技术已经到了10纳米，这已经非常了不起了，明年10纳米的处理器才会量产普及，而台积电更超前，会在明年尝试7纳米制程技术。

　　看起来仍然是日新月异欣欣向荣不是吗?

　　但是再往后就不行了，凡事都有极限，从芯片的制造来看，5纳米就是物理极限。一旦晶体管的体积小于5纳米，它们在物理形态上就会非常集中，以至于产生“量子隧穿效应”——晶体管开关没法关闭，导致处理器失控。

　　量子隧穿效应是一种量子特性，是电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的“墙壁”的现象。

　　而伯克力实验室发现，低于5纳米不是不可能的——只要放弃现在使用的单晶硅圆片，采用新材料碳纳米管+二硫化钼。它不但有同样的晶体结构，还可以避免隧穿效应。

　　硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。

　　目前伯克利实验室已经把论文发在了《科学》杂志上，虽然从理论突破到转换成实际生产还需要很长的时间，不过摩尔定律却能因此得到延续。当新材料再次遇到物理极限，也许就是量子计算机登上舞台的时候。

　　所以摩尔定律怎么能失灵呢?人民不同意啊!我们要虚拟现实，我们还要人工智能，我们对计算性能的需求根本永无止境。

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