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摩爾的詛咒 電子革命的陰暗面:不合理的技術(shù)預(yù)期

最新更新時間:2015-05-07來源: EEWORLD編譯關(guān)鍵字:摩爾定律  半導(dǎo)體 手機看文章 掃描二維碼
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——紀念摩爾定律50周年

   1965年,微芯片上可承載的電子元件數(shù)量已經(jīng)翻了一番。摩爾據(jù)此預(yù)言到:“短期內(nèi),這樣的速度將繼續(xù)保持。”他在1975年進一步具體表明,電子行業(yè)的發(fā)展速度會每兩年加快一倍,在那之后,其速度會穩(wěn)定在每18個月翻一番,或者說,到達每年46%的指數(shù)增長速度,這就是摩爾定律。
 
    隨著元器件變得更小、更緊密、運行速度更快、造價更低。許多產(chǎn)品和服務(wù)的成本也隨之降低,而性能卻不斷地提升,特別是在電腦、數(shù)字相機、發(fā)光二極管和光電管等領(lǐng)域。這帶來了一場在電子學(xué)、光學(xué)、太陽能電池領(lǐng)域的革命。
 
    但只要是革命就會包含正反兩個方面,在這場大變革中,摩爾定律間接地喚起了人們對于科技迅猛發(fā)展的期盼。
 
    我確信以這樣的速度發(fā)展,在不久的將來,無人駕駛電動汽車、超音速飛機、私人訂制的癌癥治療方案,甚至快速3D掃描心臟和腎等器官技術(shù)都會成為現(xiàn)實。
 
    甚至可以說摩爾定律會推動世界能源格局,從不可再生能源轉(zhuǎn)移到可再生能源。
 
    但是晶體管密度的加倍,并沒有對科技的進步產(chǎn)生多大的影響。
 
    現(xiàn)代生活賴以依靠的很多方面都在非常緩慢的發(fā)展著,特別是在食物、能源的生產(chǎn)領(lǐng)域以及貨物、人口的運輸方面。
 
    歷史數(shù)據(jù)明確表明,經(jīng)統(tǒng)計得出的10年間經(jīng)濟發(fā)展速度和晶體管(在1952年,首次商業(yè)應(yīng)用于助聽器產(chǎn)品)及微處理器發(fā)展速度相一致,甚至和整個20世紀或更長一段時間內(nèi)的發(fā)展速度保持相同。
 
    美國的主要農(nóng)作物玉米,其年產(chǎn)量從1950年開始,平均每年提高2%。渦輪蒸汽發(fā)電機把熱能轉(zhuǎn)換為電能的效率在20世紀間,每年約提高1.5%。
 
    如果我們把1900年的渦輪蒸汽發(fā)電機同2000年的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站(從汽輪機到蒸汽輪機)相比,其效率每年約增長1.8%。
 
    光電能領(lǐng)域的發(fā)展比起電能轉(zhuǎn)化領(lǐng)域則有明顯提高,但其年增長率也只有2.6%(1881年-2004年)。相比于室外照明,室內(nèi)照明提高了3.1%(以最先進的低壓鈉燈為標準)。
 
    洲際旅行從1900年時速35 km/h的大型海輪發(fā)展到1958年時速高達885 km/h的波音707飛機,其平均年增長可達到5.6%。
 
    但是這一速度保持了相當(dāng)長的時間,直到今天,波音787也只比波音707快一點。在1973-2014年間,美國最新款轎車(不包括后來丑陋的SUV和皮卡車型)的燃料轉(zhuǎn)化率每年也只提高2.5%,即從13.5英里/加侖上升到37英里/加侖(17.4 L/100 km~6.4 L/100 km)。
 
    最后,對任何文明都極其重要的鋼材,從1950年到2010年,其生產(chǎn)耗能量(焦炭,天然氣,電能),從每公噸50 GJ下降到每噸20 GJ,也就是每年下降1.7%。
 
    支撐現(xiàn)代文明正常運轉(zhuǎn)的能源、金屬和基礎(chǔ)交通行業(yè)都在持續(xù)發(fā)展,但是也相當(dāng)緩慢。每年的增長率幾乎可以到達1.5%~3%,成本的下降也基本是這樣的比例。
 
    在芯片領(lǐng)域之外,產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新并不遵守摩爾定律,其發(fā)展速度要低一個數(shù)量級。
 
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