我认为这个问题在目前状态下是无法得到“真正”答案的。从最严格的意义上讲，摩尔定律是指芯片上晶体管的数量。从最不严格的意义上讲，它是指使用一美元可购买的通用计算能力。同样，当变化率无法达到每18/24个月加倍时，摩尔定律将“终止”，当然这并不意味着进展将完全停止，它只会以比这更慢的速度前进。

当集成电路停止以每18个月使晶体管数量增倍时会发生什么呢？大可不必担心，因为已经在建立大规模并行系统，以达到与在单个计算实体中使用许多倍数量的晶体管。如果完全无法提高每立方厘米的计算能力，将会发生什么？这确实取决于达到目标时所处的位置。很有可能会转向更聪明的实现，以提高从该计算能力中获得的收益。将投入更多的精力来创建专用电路。

总的来说，即使有“奇点”的可能性，我认为距计算密度的底端还有时间。

解读摩尔定律

摩尔定律以英特尔创始人戈登·摩尔的名字命名，它观察到计算能力大约每两年翻一番。这导致了计算能力的指数增长。随着时间的推移，指数级增长“雪球”，最终它建立了势头并最终导致垂直增长。

在过去的几十年中，计算能力或多或少地遵循了这一道路。摩尔定律说，计算机芯片中可容纳的晶体管数量大约每两年翻一番。晶体管允许计算机进行计算。在芯片上塞满的晶体管越多，具有的计算能力就越大，这是摩尔定律背后的推动力。但是摩尔定律并不是真正的定律。重力是定律，摩尔定律是一种观察和预测。

摩尔定律55岁了：它仍然有意义吗？今年是摩尔定律55周年，技术行业专家对这一理论及其未来意义进行了反思。自1965年以来，摩尔定律一直是正确的，但在未来几年内，摩尔定律将“失效”。因为尽管当今的晶体管是微观的，但它们仍然占用物理空间，制造占用物理空间的东西有多小的限制，现在正接近晶体管的极限，因此，摩尔定律所预测的进展必须放慢。

摩尔定律距离终结的又一步，全球最大的两家晶圆代工厂-台积电（TSMC）和三星在摩尔定律的阶梯上又爬了一个台阶。台积电（TSMC）首先发表讲话说，其5纳米制造工艺现在处于所谓的“风险生产”中，三星很快也发布了类似的公告。

台积电表示，其5纳米制程可将速度提高15％，或将电源效率提高30％。三星承诺将性能提高10％或将效率提高20％。分析人士说，这些数字符合预期。但是，相比之下，十年前有时有50％的改进，很明显摩尔定律已不再是过去，但是从大型铸造厂的投资来看，客户仍然认为这是值得的。

实际上，摩尔定律已经放慢了。许多技术专家预测，这种现象将在2022年至2025年之间达到极致。这是否意味着摩尔定律将会终结？没有机会。摩尔定律遗留下来的地方将采用新技术来弥补，所以它没有终止，但是放缓了。

从经济学角度考虑摩尔定律

人们基于技术原因预测了摩尔定律的消亡。例如，摩尔定律不能超过500nm，因为它不能低于光刻所需的光波长。然后，技术界使用较短的波长来减小波长，其他人则预测其在193nm处消失，因为波长限制也被双重图案和其他技术所克服。摩尔定律的极限不受当前技术的驱动，毕竟，如果我们知道如何缩小尺寸，我们可能会做到。摩尔定律的限制实际上是成本问题。每个新节点的缩减都会以相当可预测的方式使技术开发成本增加约40％。结果是摩尔定律受到经济学的限制。

十年前，也许有20家公司负担得起前往下一个技术节点的成本。当前，世界上可能有3家公司可以这样做：英特尔、台积电和三星。当下降到7nm时，将没有动力向下推进到下一个技术节点，因为这样做的原因是，可以比竞争对手以更低的单位成本获得性能更好的芯片，这正是英特尔的考虑。当产业界指出他们没有动力继续投入过多资金来保持领先地位时，摩尔定律就会放慢速度。2020年不是一个终结点，但可能是2025年或2030年。那时，我们可能已经发现了其他方法来提高计算性能并降低单位成本。

同样重要的是要意识到，执行摩尔定律的很多成本都是人为的，设备制造商为先进设备收取大量费用，因为它们可以，而不是因为生产成本高昂。随着对前沿设备的需求下降，他们的丰厚利润率也会下降，但他们不会停止生产前沿设备。他们可能被迫解雇一部分庞大的研发力量。同样，这将导致减速，而不是停止。

以上影响已经对半导体行业产生了巨大影响。不仅需要从技术角度考虑摩尔定律，还需要从经济学角度考虑它，因为经济原因无法实现的技术比比皆是。

当摩尔定律不再存在时，我们将怎么办？

半个世纪以来，技术行业一直以一套规则为基础，这些规则定义了从电力电子到计算机芯片的一切方式是设计。这些规则中有摩尔定律，自1965年以来，摩尔定律就一直为创新提供支撑，但预计在未来几年内它将“终止”。

随着对电子设备中更高处理能力和速度的需求不断增长，设计和电子工程师已经通过开发具有越来越多的晶体管功能的集成电路（IC）计算机芯片来克服这一挑战。正是从这种方法中产生了摩尔定律，不幸的是，技术发展的速度并没有放缓，这使我们处于摩尔定律即将终结的局面。

摩尔定律之死符合阿姆达尔定律:摩尔首次宣布他的定律的同时，另一位计算机界人士注意到并行计算受到必须按顺序执行的任务的限制。1967年，吉恩·阿姆达尔提出了他的同名法律，规定运行时间只能加速到一定程度。阿姆达尔定律与计算任务的加速有关，该任务包括一部分可以通过使用多节点或群集计算并行运行来加速的部分，其余部分必须以串行方式运行。并行计算的好处受到任务的串行部分的限制.这已经远远超出了计算范围，因为要实现可扩展性和健壮性，现代工作负载（包括存储、数据库、大数据、人工智能和机器学习）已设计为可作为分布式应用程序运行。

业内许多人不愿就该想法何时不再相关发表明确的声明，但普遍的共识是，这将在2020年至2025年之间的某个时间出现，人们正为解决这一技术障碍寻找切实可行的解决方案。

摩尔定律后的计算

如果要从当前的情况中吸取教训，那就是我们现有的计算和计算机芯片方法需要改变。不仅仅是调整设计或更改材料，还可能是计算本身需要更改。有几种新的技术正在填补摩尔定律的空白：

（1）3D计算将改变传统思路

一个城市在土地短缺时会做什么？它建造摩天大楼。通过“向上建造”，使用一幢楼的建筑来创建房地产，就可以容纳100倍以上的人。类似的东西正在计算中发生：计算机的“空间量”始终是二维的。平板计算机芯片坐在平板主板上。三维空间没有任何变化。计算机芯片内部没有“向上”或“向下”。现在正在改变，以3D堆叠的芯片远远优于并排放置的芯片。不仅可以在同一封装中容纳多个晶体管，还可以更好地集成所有芯片功能。这缩短了信息传播所需的距离。而且，它为信息传播创造了更多途径。结果将是更快的速度和更小的空间功率。最终，3D芯片可能比现有芯片快1000倍。

（2）DNA计算距离还远，但其潜力令人难以置信

DNA带有使生命得以生存的指示。听起来令人难以置信，但DNA可以用于计算。1994年，南加州大学的一位计算机科学家使用DNA解决了一个众所周知的数学问题。DNA可以存储比以往所有计算机都更多的信息。缩略图大小的DNA计算机在理论上可以比当今的超级计算机更强大。

（3）量子计算可能是最终的颠覆

量子计算使用量子力学极大地提高了计算机的速度和性能。两者都处于起步阶段，但后者才是最长期的承诺。量子计算在许多方面都偏离了传统的二进制数字，这不仅是设备在功能级别上的运行方式。量子计算机使用量子（qubits）作为信息的基本单位，并且它们可以利用量子力学来叠加状态。石墨烯已显示出作为量子电容器材料的潜力，这对于创建稳定的抗电磁干扰的量子比特是必不可少的。从概念上讲，量子计算距离实用化还差很多年。

我们可能正处于摩尔定律终结的绝境，但是正在进行许多工作和研究，以确保技术发展不受我们所知道的计算本质的阻碍。只有通过材料选择，芯片设计和计算方面的创新，我们才能确保顺利进入计算机技术的未来。

以上是我的浅薄之见，欢迎指正，谢谢！

美国国防部高级专家罗伯特在几年前就这么说过：

现在是时候开始计划摩尔定律的结束了，值得思考的是它将如何结束，而不仅仅是何时。

大多数的芯片从业人员肯定会思考过这个问题，尤其是科学家们，终究有一天硅工艺技术上的一些问题将难以克服，摩尔定律也就宣告结束。在过去的几十年里，类似的挑战层出不穷，但是我们都经受了挑战，摩尔定律也一直在发挥着作用。

但问题不仅仅是技术上的，更多的可能要从经济学来考虑。摩尔定律的局限性并不受当前技术的驱动，毕竟如果我们知道如何变小，我们可能会做到这一点。摩尔定律的界限实际上是一个成本问题。每一个制程新节点都会极大增加开发成本，我们可能会因为成本问题而没有动力去推动下一个节点。比如十多年前，大概有20多家半导体公司可以承担制程节点研发的成本，但是目前只有三四家了。

预测晶体管将在2021年停止缩小

目前在市场上有7nm技术，当进一步提升到5nm或更小时，就存在量子隧穿的可能性，这时候我们基本上失去了对电子的控制，晶体管也就会失去开关的意义。

摩尔定律定有终结之日，可能是2020年，也可能是2025年，但是，在那个时候，我们肯定是已找到了其它方法来提高芯片的计算性能并且可以很好的控制成本，比如三维固态量子计算或其他已经在实验室中构建的芯片。