上周，半导体行业丰碑式的人物戈登－摩尔在家中过完了他圆满的一生。斯人已逝，而摩尔留给半导体行业的遗产却会在未来继续引领行业生长。

半导体电路设计工程化

在摩尔的年月，半导体工艺、器件和电路设计仍然处于新生阶段，在那时大规模集成电路的观点尚未泛起。那时，半导体行业的向导人物通常都有学术界的研究靠山，这也就导致了两个思绪问题。

首先是研究头脑大于工程头脑，例如半导体领域的先驱肖克利是学术界的一代巨擘，由于在半导体物理领域的成就而获得了诺贝尔奖，然则他作为肖克利半导体实验室的卖力人运营公司时，其研究头脑大大限制了公司的生长，这也是摩尔决议脱离肖克利实验室并加入仙童半导体的缘故原由。

除了工程头脑缺乏之外，另一个问题是若何半导体器件和电路设计。半导体器件和电路设计在那时是异常差其余两个领域，因此在半导体领域的人才在那时往往是各自为政，然则若何把半导体器件和电路设计连系在一起却并不为人知。在仙童，摩尔意识到了这个问题，而这样的思索最终让摩尔在建立Intel的时刻建立了全新的蹊径。

在摩尔脱离仙童建立Intel后，摩尔决议要解决这两个问题。为了确保工程头脑能在公司中有应有的位置，而且差异靠山领域的人能在一起解决问题，摩尔在Intel要求所有的研究职员都直接介入芯片的生产历程，这样让科学理论和工程实践能很好的连系在一起，而且让电路设计和半导体器件工艺也慎密连系，最终成就了Intel跨时代IDM巨头的职位。

我们以为，摩尔是半导体从学术界最终真正走向工业化的*元勋之一。他强调系统工程化头脑，尤其是强调电路和工艺连系设计的特点，在今天看来也并不外时。在现今半导体工艺提供性能提升越来越有限的阶段，芯片性能的进一步提升必须依赖系统工程，需要算法、电路、工艺和器件的协同优化才气实现。

摩尔定律与指数生长

摩尔留给我们最主要的遗产可能就是摩尔定律了。１９６５年，摩尔做出了著名的被称为“摩尔定律”的展望：在未来每年芯片上的晶体管数目会翻倍。在１９７５年，摩尔将晶体管翻倍的时间修正到了两年。然则无论是一年照样两年，摩尔定律都展现了新生手艺以指数形式高速生长的纪律。

在现在，虽然芯片集成度上升随着半导体工艺节点微缩越来越受到物理极限的挑战而正在变得缓慢，然则从另一个角度来说摩尔定律关于新生手艺指数生长的纪律正在芯片行业的其他领域施展纪律。在昔时摩尔刚提出摩尔定律的时代，半导体行业正处于腾飞的起点，从手艺上来说相关积累已经成熟可以快速生长，从市场上来说种种电子产物的需求也让半导体行业市场足够大以知足指数纪律生长。

Soul的路越走越窄

时至今日，摩尔定律的指数生长纪律仍然适用于一些芯片市场。一个典型的例子就是人工智能相关芯片。这一轮人工智能的生长从２０１５年最先，若是我们类比昔时半导体行业在６０年月的腾飞，我们也可以看到人工智能的相关手艺经由多年积累在２０１５年最先已经处于发作的起点，而从市场角度无论是自然语言处置、机械视觉照样推荐系统都对于人工智能有了很强的需求。因此，我们看到了人工智能芯片性能在已往的约１０年间的指数生长。例如，GPU芯片的AI算力在已往十年内基本是每两年性能翻倍，这也是人工智能成为半导体行业最要害的新市场的一个主要标志。

我们以为，摩尔定律指数生长的纪律仍将在未来的新兴芯片市场有用。对于半导体人来说，投身这些新兴领域可望能站上指数生长的快车，固然从另一方面，从事相关的公司也必须意识到指数生长的纪律是动力也是压力，由于必须能追上市场上偕行指数生长的纪律才气成为有力的竞争者。

摩尔制订的蹊径图与后摩尔时代

摩尔昔时在形貌芯片晶体管集成度每两年翻倍的时刻，或许只是想作为一个行业的展望和生长纪律。然则随着半导体行业的生长以及与市场密不能分，半导体行业发现若是需要维持整个行业的生长势头以及市场增进，必须维持摩尔定律中形貌的指数级增进。在这个时刻，摩尔定律就不仅仅是一个对于未来生长的展望，而且是一个半导体行业未来生长的蹊径图。

这也能注释为什么半导体工艺节点特征尺寸微缩虽然从十五年前最先就遇到物理极限的挑战，然则整个半导体行业仍然不惜价值地投入研发成本让半导体工艺节点特征尺寸继续缩小，由于只有这样才气保证半导体行业不至于落入斜阳产业的陷阱。直到今日，摩尔定律作为一个半导体行业的生长蹊径图仍然具有壮大的生命力，而这也是由于整个行业能一直地提出新的手艺解决方案。例如，IMEC在去年宣布的半导体工艺蹊径图中，晶体管的特征尺寸仍然将在未来的十多年中保持每两年集成度翻倍（即晶体管特征尺寸每两年减小到０．７倍）的纪律继续缩小，到２０３６年预计晶体管特征尺寸将到达０．２nm，可见摩尔定律中形貌的晶体管特征尺寸缩小仍然可以维持很长的一段时间。

然则，后摩尔时代仍然不能制止地要到来。主要缘故原由是，随着晶体管特征尺寸越来越靠近物理极限，进一步晶体管特征尺寸已经未必是最合理的蹊径了，尤其是当现在尚有晶体管特征尺寸缩小之外的其他方式可以进一步提升芯片的集成度和性能的时刻。若是我们把使用晶体管特征尺寸缩小之外的其他手艺路径成为半导体芯片行业的主流驱动力的时代称为后摩尔时代的话，现在看来后摩尔时代最要害的手艺就是先进封装和系统级设计。

先进封装手艺为芯片系统提供了一个全新的设计思绪。使用chiplet等先进封装手艺，我们可以把设计规模很大的芯片拆分成多个小的chiplet，而且封装在一起。使用chiplet可以大大增添设计的天真性（多种差其余chiplet可以组合成差其余产物），降低成本（使用chiplet之后，由于每个chiplet的面积变小，因此整体良率大大上升），改善性能（chiplet和高级封装手艺可以提供高带宽知足数据互联的需求），未来可望会成为后摩尔时代的主要手艺驱动力。因此，使用先进封装进一步以经济和性能都更合理的方式提高集成度可望成为后摩尔时代的主流。

另一个后摩尔时代的要害思绪是系统级设计。在摩尔定律狂飙突进的年月，半导体工艺节点微缩是芯片性能提升的主流驱动力，昔时一个经典的案例就是花了大量时间做CPU处置器架构设计的公司最后芯片性能不及Intel使用传统架构然则下一代半导体工艺的产物。然则在后摩尔时代，不再见有单一的主宰手艺驱动力，而是芯片性能提升必须从系统层面思量问题，这里的系统层面包罗了应用算法、封装、电路、半导体器件和工艺等等，必须把这些因素所有连系起来思量，才气实现芯片性能的可延续恒久提高。