摩尔定律 VS 功能密度定律

众所周知，随着IC工艺的特征尺寸向5nm、3nm迈进，摩尔定律已经要走到尽头了，那么，有什么定律能接替摩尔定律呢？

这就是我们今天要提出的：“功能密度定律-Function Density Law”，简称“FD Law”。

首先，让我们回顾一下摩尔定律。

1. 摩 尔 定 律

摩尔定律（Moore's Law）是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）于1965年提出来的，至今已有55年。

摩尔定律内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。

总得来说，摩尔定律有以下三种说法：

1、集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18-24个月就翻一番。

2、微处理器的性能每隔18-24个月提高一倍，而价格下降一倍。

3、用一个美元所能买到的电脑性能，每隔18-24个月翻两番。

以上几种说法中，以第一种说法最为普遍，第二、三两种说法涉及到价格因素，其实质是一样的。三种说法虽然各有千秋，但在一点上是共同的，即"翻番"的周期都是18-24个月，至于"翻一番"（或两番）的是"集成电路芯片上所集成的电路的数目"，是整个"计算机的性能"，还是"一个美元所能买到的性能"就见仁见智了。

这一定律揭示了信息技术进步的速度，尽管这种趋势已经持续了超过半个世纪，摩尔定律仍应该被认为是观测或推测，而不是一个物理或自然法。

摩尔定律到底准不准？让我们先来看下面一张图，从图中可以看出，采样点基本位于曲线的附近，可以看出摩尔定律基本上还是准确的。

摩尔定律并非数学或者物理定律，而是对发展趋势的一种预测，因此，无论是文字表述还是定量计算，都应当容许一定的宽裕度。从这个意义上看，摩尔的预言是相当准确了，所以才会被业界人士的公认，并产生巨大的反响。

摩尔定律问世至今已55年了，我们知道：芯片上元件的几何尺寸总不可能无限制地缩小下去，这就意味着，总有一天，芯片单位面积上可集成的元件数量会达到极限。

从技术的角度看，随着硅片上线路密度的增加，其复杂性和差错率也将呈指数增长，同时也使全面而彻底的芯片测试几乎成为不可能。

一旦芯片上特征尺寸达到1纳米时，相当于只有5个硅原子的大小，这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化，致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作，摩尔定律也就要走到它的尽头了。

2. 功能密度定律