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戰(zhàn)略伙伴卡沃·米德回憶首次與摩爾見面的故事

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

   加州理工學院教授Carver Mead(卡沃·米德)曾在早期致力于研究晶體管極小化領域,他作為摩爾的同事,也一直積極的支持摩爾定律。
 
    他們兩人在1960年首次會面,在摩爾定律50周年紀念日這天,他對IEEE光譜專欄負責摩爾定律紀念專題的副主編Rachel Courtland訴說了他同摩爾一起工作的經(jīng)歷,還有他對未來摩爾定律擁有不確定性的看法。
 
 
Rachel Courtland:你還記得首次和摩爾見面時的情景嗎?
 
Carver Mead: 當然記得,這是一個非常有意思的故事。在我職業(yè)生涯的第一年,我還是加利福尼亞理工學院的助理副教授。有一天,我在實驗室正忙著計算實驗結(jié)果。有一個人優(yōu)雅的走進了我的辦公室并說到:“嘿,我是來自仙童公司的摩爾(笑)” 。但是當時我只知道仙童公司,并不知道什么摩爾。
 
    隨后我們握了握手,他介紹說他來大學的目的是為了招募一些工程師,并問我是否愿意研究一些晶體管,同時教授相關的課程。我說:“哦,這簡直太棒了。”隨后,他打開隨身攜帶的公文包,拿出了一個襪子或者一件穿過的T恤還是什么。我很吃驚地看著他,他微笑地對我說,“我總是輕裝旅行。”
 
    在那之后,他又把手伸進公文包,拿出了一個鼓鼓囊囊的文件袋,對我說到:“這是2N697s”,我當然知道2N697s,它的表現(xiàn)不是非常完美,但是也不錯。
 
    然后他又拿出另一個裝的更滿的文件袋。說:“這個是2N706s”。2N706s是一個精致的小晶體管,它相當不錯,經(jīng)常被用在邏輯電路等方面。
 
    我從來沒見過這么多晶體管,當時我就震驚了。那時候,我們并沒有充足的經(jīng)費去研究這樣的元件。我們經(jīng)常研究的是那種花一美元就能堆滿一個倉庫的廉價晶體管。
 
    對于一個學生來說,第一次就把如此昂貴的設備燒壞也不是什么容易的事情。
 
    配備一些學生可以使用的廉價晶體管對我們不多的預算來說是很重要的一件事。
 
    我們聊了一會,我對他說起我現(xiàn)在從事的研究。他說:“你為什么不來仙童公司開一個研討會呢?”在成功舉辦研討會之后,摩爾尋問我是否愿意成為他們的顧問,隨后我就開始了每周的顧問工作。
 
    每周我都能見到摩爾,他和我一樣,每天都起得很早。當我早上七點到達仙童公司時,就能看見摩爾,所以在其他人來之前,我總能和他單獨聊一會。
 
Rachel Courtland:我能想象摩爾在1965年發(fā)表的報告,他的一個突發(fā)奇想就成為了摩爾定律,它是憑空就產(chǎn)生的嗎?
 
Carver Mead: 并不是這樣的,在那之前他給過我一張復印形式的圖表(顯示元件數(shù)量隨時間增加的圖表)??吹竭@張圖表時,我陷入了深深的思索,那時我正在研究晶體管內(nèi)部的物理結(jié)構,同時還在研究一種叫做“電子隧道效應”的量子力學效應--電子超乎想象的穿過較薄的絕緣層。
 
    當我在進行研究時,摩爾已經(jīng)開始思考在一個芯片上到底能安放多少晶體管的問題了。一天,他對我說:“你正在研究的電子隧道效應是否會限制晶體管變???”我說沒錯,他繼續(xù)問到“那最小能到什么程度?”
 
    我們(Mead和研究生Bruce Hoeneisen)得出結(jié)論,可以縮小晶體管到150 nm并降低其工作電壓。當時還沒有人設想過晶體管還能再縮小兩個數(shù)量級。
 
    在1968年,Mead已經(jīng)開始研究晶體管縮小的可能性,并隨后在1972年發(fā)表了一篇確定具體縮小程度的報告。
 
    這時的人們已經(jīng)開始意識到,限制晶體管縮小的因素,但這只是摩爾定律前進路上的一小步。
 
Rachel Courtland:至少從自然規(guī)律的角度來說,摩爾定律并不是一個真正的定律,那你是如何對大眾解釋摩爾定律的呢?
 
Carver Mead:在摩爾定律提出的早期,我經(jīng)常需要對人們解釋,摩爾定律并不是物理定律,而是根據(jù)人們需要而制定的。
 
    為了其他技術也像半導體技術那樣發(fā)展,許多精英也做了大量創(chuàng)造性的努力。
 
    他們始終相信只要努力就一定可以取得成功,這樣的信念,正是產(chǎn)生新事物的根本原因。
 
    摩爾定律是人類非凡的宣言, 也是對未來的真正信念,人們愿意投入全部精力促使其成為現(xiàn)實。
 
Rachel Courtland:這樣看來摩爾定律還包含其他的意義,它并不只是信念,而且還要服從物理定律。
 
Carver Mead:當然,對于明白怎樣的物理條件會使摩爾定律失效以及摩爾定律失效本身的原因,都對我們很重要。
 
    真正使我們驚奇的是,僅在硅元素的現(xiàn)有技術方面,我們就還有巨大的發(fā)展空間,我們只需要盡可能的使晶體管變得更小。
 
Rachel Courtland:關于硅元素,有什么讓我們驚奇的嗎?
 
Carver Mead:金屬硅擁有一個特別穩(wěn)定的晶體結(jié)構,在早期,這個特性非常重要,并且它本身就是已知的理想絕緣體。但是硅的半導體性能不是很強。
 
    砷化鎵的表現(xiàn)更好,但是它的絕緣性能過于穩(wěn)定,當電場作用在它上面時,砷化鎵不會有任何反應。
 
    硅的這些性能組成使它成為一種很神奇的金屬。但是,我們正在研究不使用任何半導體材料的電子設備。
 
    再說得詳盡點,為了使元件變的更微小更緊湊,硅元素仍處于十分重要的中心位置。
 
Rachel Courtland: 當摩爾定律失效時,會發(fā)生什么?
 
Carver Mead:我們不想在摩爾定律50周年紀念的時候,有類似摩爾定律將失效的悲觀情緒環(huán)繞在其左右。
 
    但實際情況是,盲目的制造更小的晶體管不會使摩爾定律永遠延續(xù)。設計更復雜,功能更強大的電子系統(tǒng)也同樣不會終結(jié)。
 
    有非常多的電子領域人才一直在超越極限。比如,把光學技術和電子技術整合應用在同一個芯片上,這種叫做硅光子技術的工藝也剛剛起步。
 
    根據(jù)我的經(jīng)驗,在學習曲線上停止前進的點,正是創(chuàng)造突破的關鍵。
 
    突破點總是存在著的,但是僅僅有想法是不會產(chǎn)生任何突破的,只有當它變成令人興奮的現(xiàn)實,你才能意識到它的存在。
 
關鍵字:摩爾定律  半導體 編輯:chenyy 引用地址:戰(zhàn)略伙伴卡沃·米德回憶首次與摩爾見面的故事

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