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摩爾定律即將失效雖是危機，卻也是一個(gè)全球重新洗牌的機會(huì )，這一機遇的重要性相當于當年集成電路的發(fā)明。
摩爾定律將死？
英特爾創(chuàng )始人之一戈登·摩爾在1960年代初曾提出：集成電路上可容納的晶體管數目每隔約18個(gè)月會(huì )增加一倍，而性能也將提升一倍。半個(gè)世紀以來(lái)，這一定律見(jiàn)證了人類(lèi)信息技術(shù)前進(jìn)的腳步，也養肥了芯片業(yè)的巨無(wú)霸—英特爾。
不過(guò)這一被IT業(yè)奉為圭臬的定律發(fā)展至今，其根本性瓶頸已經(jīng)顯露：按摩爾定律原理，芯片將不可能再按原速發(fā)展。估計約在2015至2020年左右，芯片升級速率就會(huì )慢慢停止。
張首晟是學(xué)界應對這一問(wèn)題的主要人士之一。作為斯坦福最年輕的教授，他在2003年組建了IBM-斯坦福自旋電子研究中心，并于2006年將其基于芯片業(yè)未來(lái)提出的新構想在理論上完成了預演。2007年，該構想被德國的一個(gè)實(shí)驗小組證明。同年，張的這一發(fā)現被評為全球十大重要科學(xué)突破之一。
說(shuō)到摩爾定律即將失效，它的根本原因是：如果仍按過(guò)去的原理工作，電腦每做一次運算，芯片上的每個(gè)三極管都要發(fā)出一定熱量；而每過(guò)18個(gè)月，三極管就要Double一次，這是一個(gè)指數級的增長(cháng)。指數增長(cháng)很可怕，雖然一個(gè)三極管本身散發(fā)熱量不多，但放那么多三極管卻會(huì )導致溫度過(guò)高，效率受阻。
事實(shí)上，如何降低功耗的問(wèn)題已迫在眉睫�，F在工業(yè)界的挑戰—或說(shuō)科研界的機會(huì )就在于是否能找到一個(gè)有革新性的構想，使工業(yè)界采用一個(gè)全新的原理工作，讓三極管不會(huì )散發(fā)那么多熱量。
張教授他們找到的解決方案是通過(guò)電子自轉來(lái)降低能耗。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，由于半導體中電子運動(dòng)基本無(wú)序，當電流從一端到另一端時(shí)會(huì )因不斷碰撞而發(fā)生能量消耗。而張的團隊找到了電子的一個(gè)運動(dòng)循環(huán)規律，即電子自轉方向與電流方向實(shí)際有一定規律，這就使電子在運動(dòng)中有了一定默契，避免了相互撞車(chē)。
不過(guò)，技術(shù)上的更新?lián)Q代不是最讓我驚詫的，與張教授的一席談讓我感觸頗深的是在這一案例中所體現出的美國“產(chǎn)學(xué)研結合”的執行思路。
關(guān)于摩爾定律即將失效的問(wèn)題，美國政府很早就看到了這一點(diǎn)，并已有過(guò)多項投資，研究機構也做了大量布局，其中比較有趣的是包括英特爾、AMD等企業(yè)對張首晟項目的投入。這一投資，不單是給一些錢(qián)。通過(guò)此舉，企業(yè)實(shí)際上作出了方向上的選擇。但為何這些具有競爭關(guān)系的公司會(huì )同時(shí)出現在投資名單中呢？
這是因為張的團隊所做的是知識產(chǎn)權方面的戰略，這個(gè)產(chǎn)權會(huì )在幾大公司內共享。雖然公司間有競爭關(guān)系，但這種競爭主要在于如何把產(chǎn)品做得更好。換句話(huà)說(shuō)，它們自然不愿看到競爭對手把自己摒棄在外。
與此同時(shí)，這種合作模式對企業(yè)還有另一好處，即參與斯坦福研究的學(xué)生畢業(yè)后大部分會(huì )去公司，這樣一旦做成，最后的開(kāi)花結果就是在公司里面。
“產(chǎn)學(xué)研相結合”這句話(huà)我在中國聽(tīng)了很多年，但未必曾執行得如此深入。類(lèi)似的技術(shù)前沿的創(chuàng )新合作，在中國企業(yè)界與美國高校之間也似乎從未發(fā)生過(guò)。
我把這一疑惑拋給了張教授，他的看法是：這不是因為有什么限制，主要還是公司自身做得不夠好。如果公司整天都忙于打價(jià)格戰，也就不可能有遠見(jiàn)來(lái)考慮如何讓自己翻身。
他同時(shí)指出，摩爾定律即將失效雖是危機，卻也是一個(gè)全球重新洗牌的機會(huì )，這一機遇的重要性相當于當年集成電路的發(fā)明�！半m然美國產(chǎn)業(yè)界目前基本上還是在原來(lái)模式下?tīng)幦「噙M(jìn)步，但也都聯(lián)合起來(lái)為大學(xué)和科研機構提供資金。我認為，中國半導體工業(yè)也一定要有這樣的超前意識，不能整天打價(jià)格戰，因為這并不是一個(gè)很成功的模式�！�
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