摩尔定律

半导体行业正在向持续小型化和日益增长的复杂度发展，也推动着系统级封装（SiP）技术的更广泛采用。

SiP 的一大优势是可以将越来越多的功能压缩进越来越小的外形尺寸中，比如可穿戴设备或医疗植入设备。所以尽管这种封装的单个芯片中的单个 die 上集成的功能更少了，但整体封装通过更小的空间占用而包含了更多功能。在效果上，这就实现了在一个封装中封装一个完整的电子系统，其中 IC 是平坦排布或垂直堆叠的，也或者是两者的结合。

此外，SiP 技术是在已经存在了多年的技术上的扩展。它构建于已有的封装技术之上，比如倒装芯片、wire bonding、fan-out 晶圆级封装。

多芯片模块（MCM）是系统级封装的前身。MCM 最初是为数据存储（比如 1960 和 1970 年代的 bubble memory）和特定的军事/航空航天电子设备开发的。现在仍然还有一些产品在使用它们，比如任天堂的 Wii U 游戏机。但由于摩尔定律的不断发展，这种封装方案被没有得到大范围的采用，因为摩尔定律能更便宜和更轻松地将所有东西放置到单一一块芯片上。

多年来这个定律一直在发挥作用。第一个集成电路(由德州仪器的杰克•基尔比发明，见图)还只是一个笨拙不堪的大家伙，而现在晶体管已需用纳米(1米的十亿分之一)来计量。人们以摩尔定律的发展速度创造了快速而智能化的计算机，图案漂亮并将世界联接在了一起。从摩尔博士创立这个定律的时候起，人类就进入了一个不可思议的信息技术时代。本来一个不经意的发现竟有如此强大的生命力。

　　其实它并不是一条真正的定律，而只是一种现象，一种对技术发展漫漫征程的描述，发展的每一步都包含着具体的技术变革(见图表)。技术发展势不可挡，已成预言般的信条。晶体管的每一次“缩身”，都是朝着它们的最小尺寸迈进了一步。如果按此定律继续发展， 20年之内，晶体管将会与几个单晶硅原子大小相当。

　　说得更精确一点，晶体管已经很小很小，在这样大小的空间中每个原子都变得举足轻重。原子太少它们之间的绝缘性消失，或者因 “量子隧穿”现象(一种电子自然消失、并在他处重现的现象)将电流泄漏到本不该流向的地方。不适当种类的原子太多效果同样不妙，这会影响晶体管的导电性。因此工程人员正在努力重新设计晶体管。这样看来，摩尔的预言在未来的一段时间里还将继续有效。

从步履蹒跚到知天命，从PC到物联网，摩尔定律引领技术变革，如今，我们还可以从中期待什么呢？

从一个概念到“未来技术前沿”的高度，物联网在最近两年取得了令人瞩目的成就。从交通、能源到零售、智慧城市，从嵌入式计算到智能系统，英特尔物联网也在通过自己的方式改善人们体验世界的方式，这种改善将随着物联网覆盖范围的不断扩大而更具新意。

而这一路陪伴、推动的却是我们耳熟能详的摩尔定律。从1965年摩尔定律被首次提出，至今已有50年时间。五十年对于人类而言已经进入了知天命的阶段，知天命的摩尔定律又是如何助推物联网的普及呢？

摩尔定律：辉煌走过的五十年
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作者 Landa Culbertson, Mouser Electronics

<strong>WBG在RF中的应用</strong>

TriQuint和Cree等厂商也供应基于GaN的射频器件，它们以相似的价格在物理和性能上提供了相对于硅的关键优势。 GaN的高功率密度会带来更小的器件和系统，其主要原因是输入和输出电容得以减少，同时运行带宽得以增加。GaN的高击穿场允许更高的工作电压，也简化了阻抗匹配。 GaN器件的宽带能力提供了很宽的频率范围，以同时覆盖应用的中心频率，以及该信号的调制带宽。GaN在更高效率运行时损耗也更低。GaN垂直器件也可以具有比SiC更好的导电性，但目前实现这一点并非容易之事，因为在合理成本下缺乏均匀的GaN衬底。

作者 Landa Culbertson, Mouser Electronics

50多年前硅（Si）集成电路的发明意义重大，为我们当前所享受的现代计算机和电子产品时代铺平了道路。但是正如俗话所说，天下没有不散的筵席，现在存在疑问的是，硅在半导体行业的霸主地位将何时终结？据摩尔定律预测，一个芯片上集成的晶体管数量大约每两年翻一番。对于传统的硅计算来说，摩尔定律不可能无限期持续，主要因为封装如此大量晶体管而导致的散热问题，以及工艺持续缩放而带来泄漏问题。同样，在功率电子领域，为满足市场需求，使用硅的新器件年复一年地实现更大的功率密度和能效，已经越来越成为一个巨大的挑战。从本质上讲，芯片的演进已经接近其基础物理极限。

根据一些专家的说法，留给我们榨取硅潜能的时间只有不到十年了，到时将迎来其理论极限。在计算方面，仍采用了诸多努力，如纳米技术和三维芯片，来延长硅的摩尔定律周期，尽管目前已经有了后硅时代的其它选择：分子计算和量子计算。在功率半导体方面，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），两者都是宽带隙（WBG）半导体，已经成为进步有些放缓的高功高温硅细分市场的首选方案。