摩尔定律即将在记忆体晶片达到物理极限贸易

高平历史网 2020-12-24 04:43:53

美光科技(MicronTechnology)研发中心的最新成果，布满线宽只有50奈米的线路的矽晶圆。这些小小的颗粒里布满线宽只有50奈米的线路，每个记忆体能够储存数小时的数位音乐或数百张照片。它是目前记忆体晶片制程的最新科技。

不过记忆体厂商预期在不久的将来，以矽为基础的生产技术将会碰到物理的极限，无法再缩小记忆体晶片，同时也暗示使用这些晶片的MP 音乐播放器及数位相机也无法再缩小。

全球最大的半导体设备供应商--应用材料(AppliedMaterials)首席执行长史普林特(MikeSplinter)指出，「当(制程)达到25奈米的领域，非挥发性记忆体可能就要另辟蹊径。」

他最近接受路透访问时指出，「我对此相当担心，因为25奈米已经不远。若你必须在两个世代内改变制程，届时将是一大挑战。」

那将会减缓像数位相机及音乐播放器这类使用快闪记忆体(闪存)的商品研发，因为现有的快闪记忆体技术最多只能再撑两年。

**摩尔定律**

目前半导体微缩技术都一直遵循着英特尔(Intel)创始人摩尔(GordonMoore)在1965年提出的摩尔定律。摩尔预估，矽晶片上的电晶体(晶体管)数目每两年就会倍增一次，後来他修正为每18个月。

与微处理器相较，摩尔定律的极限将更快发生在记忆体晶片上，因为它们运作的模式不同。因为处理器就像管线，引导电子的流动，记忆体晶片则是像池子储存充电的电子来储存资料，如果储存池内的电子数目减少，资料读取就会变得困难。

美光的对手--韩国三星电子(SamsungElectronics)行销经理崔瑞尔(TomTrill)也同样担心这个问题。

他对路透表示，「这个问题一直存在，而我们也一直有答案。不过最近几个月有一种悲观气氛浮现。」

目前有几种可能的解决方案，像磁性记忆体(M-RAM)、相变记忆体(P-RAM)、分子记忆体及奈米碳管，不过这些听起来都像科幻小说。

其他半导体厂商也在研发新技术，包括英特尔、韩国海力士半导体(HynixSemiconductor)、欧洲的英飞凌(Infineon)及日本的东芝、日立制作所及富士通。

目前最被看好的技术是相变记忆体，利用锗合金在结晶与非结晶状态之间的转换来储存资料，而不是像现在利用电子充电与否来储存。目前这种相变技术就用在光碟上储存音乐。

**渐露曙光**

分析师认为国际商业机器公司(IBM)12月发表的成果是相变记忆体技术的一大进步。IBM宣布已经发展出一种原型晶片，它储存的速度比现行的快闪记忆体快500倍，而且耗电量不到一半。

更重要的是，IBM的研究显示这种技术可以达到线宽20奈米，不到现有的快闪记忆体制程的一半。

IBM奈米科学资深经理纳拉扬(SpikeNarayan)表示，「这似乎是对整个产业朝向这个方向前进亮了绿灯。」

其他新兴的技术包括像磁性记忆体，改而利用磁场来代替充电；利用可以轻易控制电子的聚合物，或特制的分子；或者是奈米碳管。其中最大的问题就是能否低廉地大量生产。

就像今天的记忆体晶片市场，四种不同的记忆体都是数十亿美元的市场，未来的科技可能都会找到它们自己的利基。

新的技术将来必须满足几项重要条件，例如能够储存大量资料，资料快速的储存与读取，以及当电源关闭时能够留住资料。

或者更重要的是，它们必须能够使用现有的制造技术，或者有足够吸引力，能让厂商花大钱去投资新厂房。