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摩爾定律即將失效雖是危機(jī)，卻也是一個全球重新洗牌的機(jī)會，這一機(jī)遇的重要性相當(dāng)于當(dāng)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(shù)目每隔約18個月會增加一倍，而性能也將提升一倍。半個世紀(jì)以來，這一定律見證了人類信息技術(shù)前進(jìn)的腳步，也養(yǎng)肥了芯片業(yè)的巨無霸—英特爾。
不過這一被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，芯片升級速率就會慢慢停止。
張首晟是學(xué)界應(yīng)對這一問題的主要人士之一。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)未來提出的新構(gòu)想在理論上完成了預(yù)演。2007年，該構(gòu)想被德國的一個實驗小組證明。同年，張的這一發(fā)現(xiàn)被評為全球十大重要科學(xué)突破之一。
說到摩爾定律即將失效，它的根本原因是：如果仍按過去的原理工作，電腦每做一次運算，芯片上的每個三極管都要發(fā)出一定熱量；而每過18個月，三極管就要Double一次，這是一個指數(shù)級的增長。指數(shù)增長很可怕，雖然一個三極管本身散發(fā)熱量不多，但放那么多三極管卻會導(dǎo)致溫度過高，效率受阻。
事實上，如何降低功耗的問題已迫在眉睫。現(xiàn)在工業(yè)界的挑戰(zhàn)—或說科研界的機(jī)會就在于是否能找到一個有革新性的構(gòu)想，使工業(yè)界采用一個全新的原理工作，讓三極管不會散發(fā)那么多熱量。
張教授他們找到的解決方案是通過電子自轉(zhuǎn)來降低能耗。簡單來說，由于半導(dǎo)體中電子運動基本無序，當(dāng)電流從一端到另一端時會因不斷碰撞而發(fā)生能量消耗。而張的團(tuán)隊找到了電子的一個運動循環(huán)規(guī)律，即電子自轉(zhuǎn)方向與電流方向?qū)嶋H有一定規(guī)律，這就使電子在運動中有了一定默契，避免了相互撞車。
不過，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(xiàn)出的美國“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的執(zhí)行思路。
關(guān)于摩爾定律即將失效的問題，美國政府很早就看到了這一點，并已有過多項投資，研究機(jī)構(gòu)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。通過此舉，企業(yè)實際上作出了方向上的選擇。但為何這些具有競爭關(guān)系的公司會同時出現(xiàn)在投資名單中呢？
這是因為張的團(tuán)隊所做的是知識產(chǎn)權(quán)方面的戰(zhàn)略，這個產(chǎn)權(quán)會在幾大公司內(nèi)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。換句話說，它們自然不愿看到競爭對手把自己摒棄在外。
與此同時，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)后大部分會去公司，這樣一旦做成，最后的開花結(jié)果就是在公司里面。
“產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合”這句話我在中國聽了很多年，但未必曾執(zhí)行得如此深入。類似的技術(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。
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格戰(zhàn)，也就不可能有遠(yuǎn)見來考慮如何讓自己翻身。
他同時指出，摩爾定律即將失效雖是危機(jī)，卻也是一個全球重新洗牌的機(jī)會，這一機(jī)遇的重要性相當(dāng)于當(dāng)年集成電路的發(fā)明。“雖然美國產(chǎn)業(yè)界目前基本上還是在原來模式下爭取更多進(jìn)步，但也都聯(lián)合起來為大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)提供資金。我認(rèn)為，中國半導(dǎo)體工業(yè)也一定要有這樣的超前意識，不能整天打價格戰(zhàn)，因為這并不是一個很成功的模式。”
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