18新利最新登入摩尔定律是如何运作的吗

的发现半导体发明的晶体管和集成电路的诞生使摩尔定律,乃至现代电子产品——成为可能。晶体管的发明之前,使用最广泛的元素在电子产品真空管。电气工程师使用真空管放大电信号。但真空管倾向于分解产生大量的热,。

贝尔实验室开始寻找一个替代真空管稳定和加强不断增长的国家电话网络在1930年代。1945年,实验室专注于找到一个方法来利用半导体。半导体是一种材料,可以作为一个导体和一个绝缘子。导体材料允许电子的流动——他们导电。绝缘体的原子结构抑制电子流。半导体所能做的。

控制电子的流动使电子产品的工作。找到一种方法来利用半导体的独特性质成为贝尔实验室一个高优先级。1947年,约翰巴丁和沃尔特布拉顿建造第一个工作晶体管。晶体管是一个设备,旨在控制电子流动——它有一个门,当关闭,防止电子流经晶体管。这个基本的想法是几乎所有电子产品的工作方式的基础。

早期的晶体管晶体管制造商生产今天相比是巨大的。第一个是半英寸(1.3厘米)高。但是一旦工程师学会了如何构建一个晶体管工作,比赛是在建18新利最新登入造他们更好的和更小的。前几年,晶体管只存在于科学实验室工程师改进设计。

1958年,杰克•基尔比下一个巨大的贡献的世界电子:集成电路。早些时候电路由一系列单个组件。电气工程师构建每一块,然后将它们附加到一个称为基础底物。基尔比试验建立电路一块半导体材料和覆盖所需的金属部件上连接不同的电路。结果是一个集成电路。

下一个大的发展平面晶体管。平面晶体管,组件被直接蚀刻半导体衬底上。这使得底物的某些部分比其他人更高。然后应用一个蒸发金属薄膜衬底。这部电影坚持提高半导体材料的部分,在金属涂层。金属形成不同组件之间的连接,使电子从一个组件流动到另一个地方。就像印刷电路直接到半导体晶片。

物理学家Jean Hoerni 1959年创建平面晶体管的技术开发的。到1961年,一家名为飞兆半导体公司生产的第一个平面集成电路。迅速从那一刻开始,技术先进。物理学家和工程师找到了新的更有效的方法来创建集成电路。他们用来制造精制过程组件更小更紧凑。这意味着他们可以适应更多的晶体管在单一半导体晶片比前几代的技术。

在此期间,研究和开发主管仙童是戈登·摩尔。电子杂志邀请摩尔预测会发生什么在未来10年的发展领域的电子产品。摩尔与时髦的标题写了一篇文章“集成电路填满更多组件”。The magazine published the article on April 19, 1965.

摩尔预测基于行业的迅速发展,集成电路的问世以来。他看到,随着技术的提高和组件电路萎缩,生产单个组件的价格下降。半导体公司有动力改善生产技术——不仅是新的电路更强大,更高效的单个元素。只要这种关系适用,摩尔表示,这一趋势将继续下去。

但摩尔包括一个警告:电路变得更加复杂,整个电路的生产成本上升。所以当单个组件是比较便宜的生产,非常复杂的电路更昂贵的开发。随着技术的提高,成本的降低创建复杂的电路。每个组件的成本和成本/电路创建了一个平衡对行业的影响和导致了对数线性的进化趋势。

摩尔还指出,在12个月期间,组件的数量在1英寸(2.5厘米)直径的半导体晶片翻了一倍。摩尔将此归因于两个主要趋势:公司想办法让更小的组件,他们变得更好安排晶片上的组件来节省空间。

摩尔的外推预测未来10年通过观察这些数据。这篇文章的时候,摩尔说,最佳的电路的组件数量是50。他预计,到1975年,这一数字将接近65000。举行的预测,到1975年,集成电路有近65000的组件。

摩尔在1975年写了一篇论文的电气和电子工程师学会(IEEE)国际电子设备的会议。他题为文章“数字集成电子的进展。”Moore acknowledged that his prediction for the rate of advancements in circuit technology had held true and discussed the possibility of the trend continuing.

摩尔指出,随着技术的提高,减少潜在的缺陷。这意味着电路制造商可以使用更大的晶片每片和产生更多的芯片。生产继续变得更有效率,从而推动创新创建更小的组件。

摩尔表示,10年前他预测趋势将进步以同样的速度至少几年。但摩尔还表示,他相信半导体行业接近极限的一些技术,如保护电路。他称这个因素”电路聪明。”He believed that we'd reach a limit on how clever we could arrange components -- eventually we'd have the optimal use of space. Once that factor is removed from the equation, the rate of advancements must slow down. He said he believed after a few years components would double only every 24 months.

虽然摩尔的原始观察专注于技术进步和背后的经济学产生电路,很多人减少他观察到简单的语句我们叫摩尔定律。摩尔定律的最常见的版本是在电路的晶体管数量每18个月(24)个月翻一番。值得注意的是,这种预测适用——今天,英特尔酷睿i7处理器有7.31亿个晶体管,而它的至强处理器有19亿个晶体管[来源:英特尔]。

填鸭式多个组件在一个集成电路并不仅仅意味着设备变得更加强大,这也意味着他们越来越小。紧凑的微小组件集成电路电源各种便携式电子设备。即使是很小的微处理器芯片今天一样强大的一个全尺寸的芯片是几年前。先进的电路生产制造设备智能手机和上网本可能的。

为什么摩尔的观察和预言真的在这么多年了?摩尔定律并不是一个真正的法律——事实上,没有物理学的基本定律。摩尔定律只适用,因为人类的行为。但是让这个循环就在挑战更强大电路生长吗?

大部分的原因是心理和由市场驱动的。公司集成电路相互竞争,每个人都知道摩尔定律。这意味着每一个企业高管都有这样的想法:如果我们公司没有双电源电路的18个月,另一家公司会打败我们。

因为公司不想给竞争对手的优势,他们很多钱倒入研发(R&D)。这些研发部门开发新技术来创建工作更小的组件并安排他们在这样一个方式,最大化性能。花费很多钱来维持循环的研究,但这成本平衡的威胁竞争对手获得了立足点和主导市场。

另一个因素是简单的克服挑战的愿望。许多人预测的摩尔定律。有些人认为它将结束在1980年代。其他人说同样的事情在90年代中期。似乎工程师最终会碰见一个根本不可能突破的障碍。但是工程师们设法找到一个解决方案,每18新利最新登入次摩尔定律。

消费者也让摩尔定律。电子产品的快速发展创造了消费者的期望。每年,更快和更先进的电子产品市场。从消费者的角度来看,没有理由不去预计明年更好的东西。

今天,晶体管集成电路已经达到了规模如此之小,它需要超过2000个堆叠相邻等于人类头发的厚度。英特尔最新的芯片上的晶体管只有45纳米宽,平均人的头发大约有100000纳米厚[来源:国家纳米技术计划]。

创建这种狭窄的晶体管是一个了不起的成就。可见光波长在400 - 700纳米的范围。传统光学显微镜镜头只能关注对象一半可见光的波长的大小或更大。你必须依靠特殊的扫描电子显微镜等设备创建一个图像的规模如此之小。

一件事你必须考虑在处理等小型设备是你方法纳米,你留下的世界经典物理学,进入量子力学的范畴。物理在量子世界的规则是非常不同的从宏观尺度上的事情的工作方式。例如,量子粒子如电子可以通过极薄墙,即使他们没有必要的动能来突破的障碍。量子物理学家称这个现象量子隧穿。

因为电子产品依赖控制电子的流动工作,诸如量子隧穿产生严重的问题。这些问题迫使电气工程师重新评估他们设计电路的方式。在某些情况下,转向不同的材料可以解决这个问题。另一方面,找到一个全新的方式来构建电路可能会奏效。

甚至有可能会有人想出一个革命性的想法使晶体管和集成电路过时了。虽然听起来牵强附会,事实是,尽管大量的技术专家和工程师的摩尔定律,电路制造商仍设法保持它。事实证明,这些挑战可能并不像一些人认为的那样是不可能的。

甚至戈登·摩尔质疑创新和生产的周期多长时间可以继续疯狂的过去四年的18新利最新登入步伐。他还表示惊奇的方式像英特尔这样的公司寻找新的方式来解决起初似乎是一个不可逾越的问题。有没有可能结束摩尔定律?

答案是肯定的,但很难确定,什么时候会发生。首先,我们可能达到一个技术障碍,阻止工程师找到一个方法,使更小的组件。但即使我们不遇到技术障碍,经济可能进入方程。如果不是经济可行的生产电路有更小的晶体管可能没有理由去追求进一步发展。或者我们可以提高对物理学的基本定律——就像光速,例如。

预测一个特定的日期的问题的一个或多个这些障碍将停止进步,我们必须基地在今天我们所知道的。但是工程师每天都学习新的方法来设计、构建和产生电路。我们知道明天会让今天似乎不可能的事情,完全可以实现的。

今天是摩尔定律有关吗?主导了个人电脑的时代,消费者需求市场上最新、最好的机器。但是现在,有些人质疑这种哲学。部分是由于消费者行为的变化,许多电脑用户使用他们的电脑上网或发送电子邮件等简单的任务。这些应用程序不要把沉重的电脑硬件的需求。

强大的个人电脑的另一个原因不是必要的流行云计算。云计算处理和存储数据的负担转移到计算机的一个网络。用户可以访问应用程序和使用的信息18luck手机登录互联网,所以他们不需要自己的强大的机器利用云计算。

因此,设备如智能手机和上网本越来越受欢迎。这些设备没有原料处理能力的最新桌面和笔记本电脑。但他们仍然允许用户访问他们需要的应用程序和数据。

如果消费者继续购买设备如智能手机和上网本,微处理器制造商将有更少的激励来满足摩尔定律的期望。如果没有市场,则处理器,那么我们的经济障碍,可以结束循环。

说,一些设施仍可能推动集成电路生产的限制。而普通消费者可能不会看到一个强大的个人电脑的价值,研究设施仍然依靠生产最快的处理器。更强大的微处理器有助于从天气预报到宇宙学的研究。

一个教训,我们可以从摩尔定律和半导体行业是纯粹的研究可以对社会产生有益的结果。贝尔实验室的工程师们没有保证他们与最早的晶体管模型实验工作将会产生积极的结果。但是他们的研究和努力催生了一个行业,改变了我们的生活方式。这是一个例子,科学研究如何对我们的生活18新利最新登入有戏剧性的影响,即使没有明显的或直接的利益。

也许最重要的一课,我们可以从摩尔定律是,我们不应该过早地说什么是不可能的。亨利·l·埃尔斯沃斯,1843年美国专利局的专员,曾经说过“艺术的进步,从每年税收我们的轻信,似乎预示着人类进步必须结束时期的到来”[来源:萨斯]。埃尔斯沃思指出,人类的创造力和创新的速度是如此令人印象深刻,很难相信。他也不像有些人暗示,表明一切,可以发明被发明了。事实上,创新的速度只有增加。

虽然我们知道很多关于建筑电子产品,可能还有很多我们不知道。摩尔定律帮助作为创新的激励设备工程师。他们不想让戈登·摩尔失望,即使这意味着他们必须找到独特的看似不可能的问题的解决办法。

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