算是听完《超越摩尔定律》讲座之后的一些小感想吧
2014年12月12日,甲午年十月丁巳。晴,略冷。虽然今天听说是“双十二”,不过这显然与我没有多大关系。我在我的日记本上写道:“有本事,‘双十二’给单片机打个折?”
昨天收到短信,通知道明天有个讲座。我扫了一眼,只是知道了有个讲座,而且过来演讲的人好像还听着很厉害的样子。故我没有细看讲座通知,就马上决定第二天去讲座现场听一下。
下午一时许,我提前来到了会场,在偷偷溜进了会场以后,我突然对这个讲座的标题充满了非常大的兴趣。尽管短信了已经明确地写出了这个讲座的标题,可是之前我没有留心。直到走进现场,我才看到讲台上写着六个大字:超越摩尔定律。
超越摩尔定律?这可真是个有意思的标题。早在我上高中的时候,我就听说过这个定律了:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。我之所以印象会那么深刻,因为这句话实在是太吓人了:如果按照这样子来计算的话,每一年半就翻一番意味着过了十五年,集成电路的性能将会是原来的1024倍;而过了三十年,性能将会是原来的一百万倍;而过了四十五年,集成电路的性能将会是原来的10亿倍,这简直就是一个天文数字!指数,永远是这个世界上最可怕的东西,没有之一。
而且事实上,这个定律真的在1965年提出后40多年的时间里得到了印证。“这是真的,这不是梦。”集成电路技术在过去五十年里飞速发展,从最初的电子管,到后来的晶体管分立元件,再到后来集成电路工艺的成熟,再到后来的超大规模集成电路的发展。。。晶体管之间的距离,从最初的微米量级,到了后来的纳米量级:100nm,40nm,30nm,再到现在的22nm,工艺一步步地飞速发展,手里的电子设备也越来越小。记得小时候人们对未来科技最大的展望就是掌上电脑普及到千家万户。那时还是PDA的时代,又厚又重的,续航能力还差。可是现在呢?大家已经不再热衷于说掌上电脑了,因为今天我们的智能手机,从性能方面来说,早就超越了当时人们所设想的“掌上电脑”了。这样巨大的改变,使得我的印象实在是太过深刻,一直深深地为摩尔定律,以及其背后的集成电路技术的”指数“式发展所拜服。
不过很不幸,我同时也意识到摩尔定律即将会成为一个洪荒时代的传说。因为集成电路的发展遇到了一个巨大的瓶颈:那就是量子力学,这个20世纪人类最辉煌的理论之一。当芯片的间距到了一定小的尺度的时候(也就是10nm左右),粒子间的量子特性将会显得十分显著,从而使得整个器件根本无法工作。以前的摩尔定律之所以那么有效,其原因就是当时限制电子器件密度的是工艺水平,比如说那时候光刻技术不发达,晶体管之间最多只能做到一微米那么大。但是人们在不断地挑战了距离的极限后,只能无奈地宣布:到头了,真的到头了。那么接下来应该怎么办呢?
当我刚刚看到这个题目的时候,我第一个反应是:不会是要讲量子计算机吧?因为我知道,当人们发现传统的元器件因为量子效应已经到达性能的极限时,他们决定干脆沿着量子效应走,利用量子效应重新设计现有的所有系统!这个想法很大胆,我上学期也看过一点相关的资料,不过因为太超前,现在使用范围还不是很广,可以说还是在实验室阶段。
不过马上,当日本罗姆公司常务董事高须秀视开始作报告的时候,我就知道我其实是想多了。但是他的演讲又让我打开了一条新的思路:__将集成电路运用到更加广泛的范围!__
他向我们介绍了罗姆公司的新产品。这些产品主要以新型传感器为主的,比如说一个检测血液指标的小型血液分析器,以及一个不需要持续供电的压力传感器,而这个与清华大学合作的传感器目前已经广泛地运用在各个大桥的监测上面,这些琳琅满目的传感器产品让我非常吃惊:原来传感器还能玩出这么多名堂啊!
虽然在他讲完之后,我有点小失望,因为他似乎只是介绍了微电子方面的最新技术,听着就像是微电子器件与电路的一节课一样。不过仔细一想:集成电路的飞跃式发展使得我们每一个人都在狂热地追求着性能好坏,今天出个双核的大屏手机,明天出个4核的32G内存的手机。以至于人们总是不断地更新自己身上的电子设备,以期跟上这个时代的步伐。人们对于电子产品的狂热在这几年登峰造极:所有门户网站上的科技版,占据头条的,永远是新手机(电脑,相机,Pad同)的发布,下面写道使用了新的CPU/内存/SSD,性能比以前快了XX倍。。。云云。
然后呢?我们想当然地认为集成电路=民用电子产品,摩尔定律差点被当成是对计算机发展史的预言,而忽视了集成电路的发展对其他领域,包括工业、控制、医疗、生物制药等的颠覆。诚然,这些领域容易被公众忽略,因为它们确实离我们的生活有点遥远。不过如果突然来个人,突然跟你说其实集成电路能做的远远不止这些的话,其实无论他有没有真正“超越摩尔定律”已经不重要了。重要的是让我们眼界大开,不再只把目光放在手里的那些电子产品上面。正如高须秀视先生一开始所说的那样:一个人在发展自己的事业时会面对三堵墙,一来是专业知识领域知识的缺乏;二来是这个专业所认识的边界;最后才是自己的视界。前两堵墙都很容易跳出去,好好学习,认真做研究自然就可以了,但是要跳出自己的视界,所需要的,就是自己的勇气。