近日，2024搜狐科技年度论坛在北京成功举办。资深芯片研究专家、《芯片简史》作者、文津图书奖得主汪波发表了《芯片是如何诞生并改变世界的》的演讲。

　　“芯片的创新来自于叛逆的想法”这句话到底是什么意思？汪波表示，回顾芯片史时能够发现，无论是量子物理学家，还是发明了蓝光LED、晶体管和芯片的工程师，他们都有一个共性：颠覆各自领域从前的传统想法，也就是所谓的“叛逆”。

　　为什么年轻人能成为芯片“主力军”？AI的快速发展将如何影响芯片的研究？摩尔定律的“终结”真的要来了吗？汪波在论坛期间做客搜狐科技专访间，就此展开探讨。

　　推动了整个半导体行业的摩尔定律，引领了芯片上的晶体管数量实现了从几十个到几千亿个的跨越。但是随着人工智能时代的到来，业界围绕“摩尔定律即将失效”的讨论越来越多，甚至流传着“每过两年相信摩尔定律已经死亡的人就会翻一倍”这一说法。

　　在汪波看来，人们在上世纪90年代就担心摩尔定律会在2000年左右终结。过去的几十年，这种担心仍然持续不断，但是摩尔定律依然在继续发展。

　　“我还是对摩尔定律有相当大的信心，我觉得它会继续发展下去。当然，它终究会有终结的一天，但是我觉得在未来十几年应该会继续发展下去。”他说。

　　谈及今年三月英伟达在GTC大会上发布的B200 GPU，汪波表示，无论是其2080亿个晶体管数量，还是从它的性能上来讲，这款GPU确实打破了新纪录，成为了目前最强大的芯片。

　　“短期两三年，确实很难一下子追上来，我们需要做更长期的追赶的准备。我们也不能因为两三年追不上就放弃，因为芯片对我们来说是至关重要的。”他说。

　　搜狐科技：您在《芯片简史》中介绍了摩尔定律三条未来可能的发展道路：延续摩尔、扩展摩尔和超越摩尔。能和我们展开讲讲这三个走向吗？

　　汪波：第一条路径“延续摩尔”就是继续推动摩尔定律向前走，通过缩小晶体管的尺寸，继续增加芯片上元件的数量。目前来说，这条路径确实遇到了很大的挑战，包括光刻的挑战、晶体管尺寸遇到量子隧穿效应的挑战。

　　所以人们就想到第二条路径“扩展摩尔”：不是通过缩小晶体管的尺寸，而是通过扩展的方式。比方说，三维堆叠就像盖楼一样——我的平房一层不够了就盖20层、30层甚至几百层，通过这种方式来增加芯片上晶体管的数量。另外一种方式是通过芯粒拼接的方式，这两种方式都是试图绕过晶体管最小尺寸的限制，继续推动摩尔定律前进。

　　第三条路径“超越摩尔”的一个方向是寻找新的材料。不再使用硅这种传统的半导体材料，而是碳或者其他的氧化物半导体等材料。此外还包括研究新型元器件的工作原理，比方说，模仿大脑神经元的工作原理。这就是第三条路径：beyond摩尔，就是完全超越摩尔以前的那种传统路径。

　　搜狐科技：您刚刚提到第一条路径就是通过缩小晶体管尺寸，继续增加元件数量。现在主流大厂仍在追求缩小晶体管尺寸这方面的工艺提升，除了性能进步之外，在应用场景方面，普通人能通过这一追求感受到什么好处？

　　汪波：产业界现在主要沿着第一条路径向前推进，量产已经到了3纳米的尺寸，两纳米已经箭在弦上。对于普通人来说，如果你不购买最新款、最强大的手机，那还感受不到它立刻的影响。但是摩尔定律是不断向前推进的。一两年感受不到，但是如果我们拉长到五、六年就能感受到了。现在估计没有人愿意去用一台五年前生产的手机，太慢太卡了。所以放大到更长的时间，感受就会更明显。

　　搜狐科技：历史上的一些国际重大事件和趋势都会推动芯片技术的发展。当下有哪些因素正在影响着芯片的研究投入？AI越来越“卷”将会如何影响我们对芯片的要求？

　　汪波：现在生成式AI大模型的训练需要非常庞大的计算量，传统的CPU已经没法满足了，需要专门的AI芯片。现在主流AI芯片是GPU，当然也有其他类型的AI芯片。目前的GPU对内存要求很高，为了提高存储速度就要求很多高带宽的存储器（HBM）。此外GPU功耗很大，发热严重。所以对芯片的各个方面都提出了新的需求和挑战，就需要我们继续去推进摩尔定律，朝着更小的尺寸、更低功耗和更大的算力前进。

　　汪波：这里提到的这几个我们都缺。光刻机——EUV的极紫外光刻机，包括工业软件——设计芯片用的EDA的软件，都非常缺。这几方面我们都在成立相应的团队、项目组去攻关。以前我们忽略掉了，现在正在“亡羊补牢”，奋力追赶，不断地缩小差距。

　　当然，人才我觉得是最缺的。不止是中国，全世界都非常稀缺各方面的人才。芯片不只是要求集成电路专业的学生，也要求数学、物理、化学、机械、自动化、也包括光学等各个领域的人才。而且有些新领域，像刚才提到的EDA就是芯片设计自动化软件，它需要复合型的人才，既需要懂软件，也需要懂半导体和微电子技术。总之需要齐心协力共同攻克这些难关。

　　汪波：大部分都是年轻人，这跟历史上还是比较相似的。发明芯片的杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯，他们当时也都是三十来岁。CPU的两位发明者也是二十多岁和三十来岁。正是当初这些年轻人提出的莽撞的想法，颠覆了这个世界。

　　在贝尔实验室那种比较成熟的实验室看来，这些年轻人提出的想法没有经过深思熟虑，所以贝尔实验室与芯片的发明擦肩而过，反而是TI（Texas Instruments，德州仪器)和仙童半导体当时这些小公司里的年轻人发明出了芯片。

　　汪波：我最想说的其实就是摩尔在2015年摩尔定律提出50周年时说的一句话：一切过往皆可超越。

　　我们在摩尔定律过去发展的几十年过程中，遇到了各种各样的挑战。每过十年左右就会出现一个关口，让人觉得摩尔定律走不下去了。但是，总是在最紧急的关头，有新的人提出一个技术，解决了困难。所以未来我们面对新的挑战的时候，应该继续发扬这种精神。我们相信未来会有新的年轻人出来，解决芯片技术面临的问题和挑战。返回搜狐，查看更多