半導體行業先驅、英特爾聯合創始人戈登·摩爾(Gordon Moore)在1965年提出:未來十年裡,晶片的電晶體數量會每年翻倍。後來戈登·摩爾對之前的說法進行了修正,週期變成了兩年,後來加州理工學院的教授Caverns Mead將其總結為半導體行業的規律,稱之為“摩爾定律”。
近年來,隨著半導體工藝技術迭代更新速度放慢,加上先進工藝的成本大幅度上升,不少人認為傳統上的摩爾定律已經不存在了,比如創始人兼執行長黃仁勳。英特爾執行長帕特-基爾辛格(Pat Gelsinger)在去年的一場公開活動中,也承認摩爾定律的週期已放緩至三年,實際上已大大落後於原來的速度。
據TomsHardware報道,MonolithIC 3D執行長Zvi Or-Bach早在2014年就提交了一份分析報告,顯示每個電晶體成本在28nm時代就已停止下降。近期的Milind Shah驗證了這種說法,指出28nm以後1億個電晶體的單位實際成本其實是略有上升,並沒有變得便宜,之後各個製程節點迭代之間基本持平。
很長時間以來,業界一直擔心新的製程節點的單位電晶體成本回報遞減,因為製造更先進的晶片需要更好的技術,晶圓廠也需要更復雜的裝置,成本也是不斷上漲,現在要建造一座具備尖端半導體技術的晶圓廠,成本大概在200億道300億美元之間。晶片設計公司和製造商嘗試透過其他方法來解決這個問題,比如利用小晶片設計和2.5/3D封裝等創新技術來增加電晶體數量,像AMD的EPYC系列處理器就是一個成功的例子。
事實上,情況可能不是那麼簡單:首先多晶片設計往往比單晶片更耗電,對於小型移動裝置來說不是一個好的選擇;其次,多晶片整合也是一項艱鉅的工程任務,同樣會增加成本;最後,先進封裝的成本很高,現階段產能也是一個問題。雖然成本沒有降低,但先進工藝加上分解設計,對晶片發展仍然很有意義。