IT产业中的摩尔定律是什么

IT产业第一定律：摩尔定理

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1965年4月，美国《Electronics（电子学）》杂志刊登了一篇并不起眼的文章，文章提出“当电路所包含的元件数目上升时，单位成本就会下降”的规律，并预言微处理器芯片的电路密度每隔一年将翻番。文章作者戈登·摩尔（Gordon E. Moore）当时任Fairchild半导体公司研发部主任。摩尔做梦也不会想到三年后，由他合作创办的英特尔（Intel）公司会成为世界的顶级企业，而那则名不见经传的预言也逐步演化为一则业界公认的定律，领跑全球计算机业发展四十年。

从概念到理论

1929年，戈登·摩尔出生于美国的一个临海小镇。出于对化学的喜爱，踏上求学之路后摩尔一口气拿下了物理化学博士学位。1956年，摩尔进入肖克利实验室，开始了向计算机领域的转型。摩尔性情沉着平静，思路活跃敏捷，对于科研工作中遇到的难题他总能找到最有效的解决方案。

进入20世纪60年代，集成电路的发展刚刚迈出蹒跚的脚步。1965年的一天，摩尔无意中拿出尺子画了张草图，他突然发现，如果纵轴代表芯片的增长情况，横轴为时间，那么画出的曲线会延伸呈现很有规律的几何增长。由此，摩尔做出一个大胆的预言：“当电路所包含的元件数目上升时，单位成本就会下降。到1975年，在单块硅芯片上面会被塞进去6.5万个元器件。”而在当时，同样大小的一块芯片只能容纳60个元件。摩尔的发现发表在当年第35期《电子》杂志上，文章强调：工艺技术的进步使计算机性能保持几何级数增长，这种增长非常有规律，微处理器芯片的电路密度以及它潜在的计算能力每隔一年会翻番。

1971年，英特尔公司生产出第一个芯片4004，内含2300个晶体管，其后英特尔8080接踵而来，其内部集成晶体管个数翻了一番，达到5000个。不过，这与摩尔最初的预言还存在一定差距。为了保证计算的精确性，1975年摩尔对这一规律进行了修正，将翻番的时间从一年调整为两年。其后这一时间又被调整为两者的平均值：18个月。

摩尔发现的规律像一个神奇的咒语，被其后数十年芯片发展的实际情况所验证，人们称它为信息产业中的“摩尔定律”。 英特尔也在“摩尔定律”为中心的研发方向下，成就了自己的一番霸业。

挑战极限

20世纪60年代，美国物理学家理查德·费曼却提出一个另类的想法：如果我们从米出发，向微观世界挺进，人类的工程完全可以向下延伸九个量级，即纳米。

摩尔定律下的集成电路世界其实就是人们向微观世界发起挑战的尝试。根据这一定律计算，到2010年，一个芯片上晶体管的数量将超过十亿个。为了在单位面积的芯片上集成更多的晶体管元件，就要求不断地提高微加工的技术。除了不断减小元器件尺寸，还必须通过线路设计来解决增加功能、减少功耗与散热的问题。

由于制造晶体管使用的材料（金属氧化物、硅、金属电极）自身的物理特性，决定了这种形式的晶体管的尺寸下限，因此随着Intel一轮又一轮的新主频CPU问世，这种结构的尺度潜力也即将被压榨干净。除了开发出新型材料，CPU的制造工艺也在不断地改进。从早期的0.35微米，逐步升级为0.28微米、0.18微米、0.13微米再到现在的90纳米，以及未来的65纳米。根据最新的资料，将于2005年底量产的英特尔“安腾”系列“Montecito”处理器，其内部将集成17亿个晶体管。

摩尔定律是否会遭遇技术极限？有专家预测当制造芯片的技术达到线宽30纳米时，现有技术可能难以继续发展。然而，取代目前集成电路制造技术的纳米技术至今仍未发展成熟，这将预示着摩尔定律的终结。

摩尔定律一直直接主导了PC的升级换代，也间接主导整个IT产业的升级换代。随着人们消费观念的更新，以“摩尔定理”为核心，速度至上、主频为王的时代似乎已经走到了尽头。（电脑虎）

摩尔定理的创始人——戈登·摩尔

摩尔定理一直以来主导着行业的发展

1947年12月23日第一块晶体管在贝尔实验室诞生，从此人类步入了飞速发展的电子时代。但是对于从小就对电子技术感兴趣的基尔比来说可不见得是件好的事情：晶体管的发明宣布了基尔比在大学里选修的电子管技术课程全部作废。但是这并没有消减这个年轻人对电子技术的热情，反而更加坚定了他的道路。 也许这就是天意，在晶体管发明十年后的1958年，34岁的基尔比加入德州仪器公司。说起当初为何选择德州仪器，基尔比轻描淡写道：“因为它是惟一允许我差不多把全部时间用于研究电子器件微型化的公司，给我提供了大量的时间和不错的实验条件。”也正是德州仪器这一温室，孕育了基尔比无与伦比的成就。 虽然那个时代的工程师们因为晶体管发明而备受鼓舞，开始尝试设计高速计算机，但是问题还没有完全解决：由晶体管组装的电子设备还是太笨重了，工程师们设计的电路需要几英里长的线路还有上百万个的焊点组成，建造它的难度可想而知。至于个人拥有计算机，更是一个遥不可及的梦想。针对这一情况，基尔比提出了一个大胆的设想： “能不能将电阻、电容、晶体管等电子元器件都安置在一个半导体单片上？”这样整个电路的体积将会大大缩小，于是这个新来的工程师开始尝试一个叫做相位转换振荡器的简易集成电路。 1958年9月12日，基尔比研制出世界上第一块集成电路，成功地实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想，并通过了德州仪器公司高层管理人员的检查。请记住这一天，集成电路取代了晶体管，为开发电子产品的各种功能铺平了道路，并且大幅度降低了成本，使微处理器的出现成为了可能，开创了电子技术历史的新纪元，让我们现在习以为常一切电子产品的出现成为可能。 伟大的发明与人物总会被历史验证与牢记，2000年基尔比因为发明集成电路而获得当年的诺贝尔物理学奖。这份殊荣，经过四十二年的检验显得愈发珍贵，更是整个人类对基尔比伟大发明的充分认可。诺贝尔奖评审委员会的评价很简单：“为现代信息技术奠定了基础”。 “我认为，有几个人的工作改变了整个世界，以及我们的生活方式——亨利·福特、托马斯·爱迪生、莱特兄弟，还有杰克·基尔比。如果说有一项发明不仅革新了我们的工业，并且改变了我们生活的世界，那就是杰克发明的集成电路。”或许德州仪器公司董事会主席汤姆·恩吉布斯的评价是对基尔比贡献最简洁有力的注解，现在基尔比的照片和爱迪生的照片一起悬挂在国家发明家荣誉厅内。 罗伯特�6�1诺伊斯，是一位科学界和商业界的奇才。他在基尔比的基础上发明了可商业生产的集成电路，使半导体产业由“发明时代”进入了“商用时代”。同时，还共同创办了两家硅谷最伟大的公司：一个是曾经有半导体行业“黄埔军校”之称的-仙童(Fairchild)公司，一个是当今世界上最大设计和生产半导体的科技巨擎英特尔公司。 生活在美国大萧条时代的罗伯特�6�1诺伊斯向来奉行“自己动手”，12岁的时候，他与二哥自造了一架悬挂式滑翔机。13岁的时候，他们用家里洗衣机淘汰的旧汽油发动机造出了一辆汽车。甚至还同朋友一起造出了一台粗糙的无线电收发两用机，互相发信息。当然诺伊斯这一生最大的发明，还属可商业生产的集成电路。 1959年7月，诺伊斯研究出一种二氧化硅的扩散技术和PN结的隔离技术，并创造性地在氧化膜上制作出铝条连线，使元件和导线合成一体，从而为半导体集成电路的平面制作工艺、为工业大批量生产奠定了坚实的基础。与基尔比在锗晶片上研制集成电路不同，诺伊斯把眼光直接盯住硅－地球上含量最丰富之一的元素，商业化价值更大，成本更低。自此大量的半导体器件被制造并商用，风险投资开始出现，半导体初创公司涌现，更多功能更强、结构更复杂的集成电路被发明，半导体产业由“发明时代”进入了“商用时代”。 当然在这个“商用时代”还诞生了诺伊斯最大的成就：1968年诺伊斯离开了曾经有半导体行业“黄埔军校”之称的-仙童(Fairchild)公司（孕育出包括英特尔、AMD、美国国家半导体等当今半导体行业著名公司）与戈登-摩尔、安迪-格罗夫同创建了英特尔（Intel）。1929年1月3日，戈登·摩尔出生在距离旧金山南部的一个小镇，1954年获物理化学博士学位，1956年同诺伊斯一起创办了传奇般的仙童(Fairchild)公司，主要负责技术研发。1968年在诺伊斯辞职后，戈登·摩尔跟随而去一起创办了Intel, 1975年成为公司总裁兼CEO。 1965年，有一天摩尔离开硅晶体车间坐下来，拿了一把尺子和一张纸，画了个草图。纵轴代表不断发展的芯片，横轴为时间，结果是很有规律的几何增长。这一发现发表在当年第35期《电子》杂志上。这篇不经意之作也是迄今为止半导体历史上最具意义的论文。摩尔指出：微处理器芯片的电路密度，以及它潜在的计算能力，每隔一年翻番。这也就是后来闻名于IT界的“摩尔定律”的雏形。为了使这个描述更精确，1975年，摩尔做了一些修正，将翻番的时间从一年调整为两年。实际上，后来更准确的时间是两者的平均：18个月。"摩尔定律"不是一条简明的自然科学定律，尊它为发展方针的英特尔公司，更是取得了巨大的商业成功，而微处理器也成了摩尔定律的最佳体现，也带着摩尔本人的名望和财富每隔18个月翻一番。 当时，集成电路问世才6年。摩尔的实验室也只能将50只晶体管和电阻集成在一个芯片上。摩尔当时的预测听起来好像是科幻小说；此后也不断有技术专家认为芯片集成“已经到顶”。但事实证明，摩尔的预言是准确的，遵循着摩尔定律目前最先进的集成电路已含有超过17亿个晶体管。 摩尔定律的伟大不仅仅是促成了英特尔巨大的商业成功，半导体行业的工程师们遵循着这一定律，不仅每１８个月将晶体管的数量翻一翻，更是意味着同样性能的芯片每18个月体积就可以缩小一半，成本减少一半。也可以说是因为摩尔定律让我们生活中的电子产品性能越来越强大，体积越来越轻薄小巧，价格越来越低廉。 1900年已经退休的摩尔从美国前总统布什的手中接过了美国技术奖。今天，他的名字就像他提出的“摩尔定律”一样，响彻在半导体行业每个人的心中。摩尔定律就像一股不可抗拒的自然力量，统治了硅谷乃至全球计算机业整整三十多年。 [3] 集成电路的封装方式介绍 由于电视、音响、录像集成电路的用途，使用环境，生产历史等原因，使其不但在型号规格上繁杂，而且封装形式也多样。 常见的封装材料有：塑料。陶瓷。玻璃。金属等，现在基本采用塑料封装。 按封装形式分：普通双列直插式，普通单列直插式，小型双列扁平，小型四列扁平，圆形金属，体积较大的厚膜电路等。 按封装体积大小排列分：最大为厚膜电路，其次分别为双列直插式，单列直插式，金属封装。双列扁平。四列扁平为最校 两引脚之间的间距分：普通标准型塑料封装，双列。单列直插式一般多为2.54±0.25mm,其次有2mm(多见于单列直插式).1.778±0.25mm(多见于缩型双列直插式).1.5±0.25mm,或1.27±0.25mm(多见于单列附散热片或单列V型).1.27±0.25mm(多见于双列扁平封装).1±0.15mm(多见于双列或四列扁平封装).0.8±0.05～0.15mm(多见于四列扁平封装).0.65±0.03mm(多见于四列扁平封装)。 双列直插式两列引脚之间的宽度分：一般有7.4～7.62mm.10.16mm.12.7mm.15.24mm等数种。 双列扁平封装两列之间的宽度分(包括引线长度：一般有6～6.5±mm.7.6mm.10.5～10.65mm等。 四列扁平封装40引脚以上的长×宽一般有：10×10mm(不计引线长度).13.6×13.6±0.4mm(包括引线长度).20.6×20.6±0.4mm(包括引线长度).8.45×8.45±0.5mm(不计引线长度).14×14±0.15mm(不计引线长度)等。

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