摩尔定律到底死没死?芯片巨头英特尔、英伟达为何各执一词

北京时间 9 月 28 日消息,作为半导体行业的黄金定律,摩尔定律一直指导着芯片开发。但是,随着芯片工艺的升级速度放缓,这一定律正受到质疑

▲摩尔定律已受到质疑

摩尔定律是由英特尔联合创始人戈登・摩尔 (Gordon Moore) 在上世纪 60 年代提出,主要说的是芯片上的晶体管数量。摩尔称,芯片上的晶体管数量每隔一年就会翻一番,从而增强处理能力。要想增加芯片上的晶体管数量,晶体管必须做得更小,这就要求提高制造技术。

现在,两家最重要的美国半导体公司英特尔、英伟达,对芯片的发展速度和摩尔定律是否仍然适用产生了分歧。

▲基辛格认为摩尔定律依旧有效

英特尔 CEO 帕特・基辛格 (Pat Gelsinger) 周二在一场公司发布会上表示,摩尔定律“依然有效”。但是,英伟达联合创始人兼 CEO 黄仁勋 (Jensen Huang) 上周则表示,摩尔定律已死。英伟达目前的市值是英特尔的三倍多。

“蛮力加晶体管的方法和摩尔定律的进步基本上已经走到了尽头。”黄仁勋上周在发布新产品时对投资者表示。

英特尔的算盘

这一分歧突显出了英特尔与其他美国半导体公司之间的策略差异。英特尔已承诺继续自主生产其部分芯片,而英伟达等公司则主要依赖美国以外的第三方代工厂制造芯片。

多年来,英特尔一直是半导体制造技术的领导者,一直在生产世界上晶体管密度最大的芯片。但是近年来,英特尔已被台积电和三星超越,后者目前可以生产包含 5 纳米晶体管的处理器,而英特尔仍停留在 10 纳米和 7 纳米技术上。

在基辛格上任后,英特尔的核心公司目标之一是重回“性能领先”的地位,这意味着英特尔的芯片需要与第三方代工厂生产的芯片一样快速和高效。英特尔希望在 4 年内提高 5 个“节点”的生产能力,也就是 5 种晶体管尺寸,以迎头赶上。一般来说,引入一个包含更小晶体管的新节点通常需要两年时间。

▲黄仁勋认为摩尔定律已死

因此,英特尔需要摩尔定律继续存在,因为该公司仍在积极尝试在单个芯片上塞入更多晶体管。但是,晶体管的尺寸有它的限制,当晶体管小到一定程度时,它就会遇到物理问题。在周二的发布会上,基辛格把这一时刻称之为“清算日”。

基辛格表示,英特尔正致力于推进制造工艺的进步,例如采用新的光刻技术和 RibbonFET 架构,这能够让公司在每个芯片上继续塞进更多的晶体管,即使它们变得足够小,小到可以用埃 (0.1 纳米) 单位来测量。

“我们希望从今天的单个封装上容纳大约 1000 亿个晶体管开始,到这个十年结束时实现在单个封装中加入一万亿个晶体管,”基辛格说,“我们正在按计划推进。”

英伟达抛弃摩尔定律

相比之下,英伟达最新的处理器由台积电生产,后者目前拥有最先进的半导体制造技术,是全球最大的芯片制造商。英伟达设计芯片,但不太担心制造方面的问题。

对于制造更小晶体管面临的工程挑战,英伟达的解决方案不是摩尔定律,而是黄仁勋所称的“加速计算”概念。按照他的设想,像人工智能这样的密集型应用可以在最好处理这些任务的特定处理器上运行,这就是英伟达开发的图形处理器。换句话说,行业对英特尔专长的需求减少了。

▲英伟达股价表现远远好于英特尔

"展望未来,继续利用摩尔定律性价比曲线的机会已经结束," 黄仁勋表示,“所以,如果你想以一种划算的方式进行大规模计算,经过 15 年到接近 20 年对加速计算的追求,我认为可以概括地说,加速计算才是真正的前进道路,这几乎会成为传统看法。”

英特尔周二发布了新的芯片和软件,试图从多年的业绩和利润下滑中恢复过来。过去五年,英特尔的股价下跌了 28%,而英伟达的股价涨幅超过了 180%(即使在 2022 年下跌 58% 之后)。