摩尔定律的详细内容解析

摩尔1965年的预言声明原稿是这样的：“原件的复杂性大约每年增长一倍……当然，在短期内这种增长速度会保持。但如果时间再长一些的话，增长速度就有些不太确定，虽然有理由相信这一增长速度会保持至少10年几乎不变。这意味着到1975年，为了降低成本，每个集成电路上所含的元件数目将达到65000个。我相信，如此大规模的电路可以搭建在一块晶片上。”

图2-3　半导体工业中器件的密集度的发展

现今，最为普遍的摩尔定律的内容是：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18～24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。微电子行业的许多其他指标也遵循类似的指数增长模式：包括晶体管的速度、尺寸和成本。图2-3表示了晶体管密集度的发展，图2-4表示了成本的发展，图2-5左下角显示了四个数据点，摩尔开始据此进行研究并依据1970年至今微处理器和存储器产品中每一“芯片”（即大约1 cm3大小的半导体材料方片，晶体管建于其上）上晶体管的数目。图2-5中还显示了晶体管最小的特征尺寸，以微米（μm）为单位，即一米的百万分之一。

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图2-4　每年全球晶体管生产成本的变化

图2-5　微处理器和存储芯片上每个管芯所含晶体管的数目随时间的发展变化，以及生产那些管芯的最小特征尺寸

根据摩尔对半导体行业和集成电路制造工艺技术及其发展趋势的了解与把握，他提出了被人们称为摩尔定律的构想，而随着晶体管尺寸的进一步缩小和集成电路集成度的不断增加，势必使集成电路变得更加便宜，功能更强，模块化程度更高。50多年过去了，半导体工业的发展突破了一个又一个看似不可能跨越的技术瓶颈，神奇地遵循着摩尔定律。