NIKKEI——日本經濟新聞中文版

      所謂“摩爾定律”，是指半導體晶片的性能每隔大約2年就會提高2倍。這個定律已經應驗了半個世紀，但現在正在迎來極限。在微細化技術日趨成熟的背景下，構成電路的電晶體（元件）和積體電路（IC）晶片縱向集聚的2種“三維化”技術正在取得進展。為了確立新製程，設備企業的重要性再次提高，日本企業受到的關注也隨之加強。

日本經濟産業相萩生田光一（右2）在美國考察尖端半導體研究設施

      5月上旬訪美的日本經濟産業相萩生田光一造訪了位於紐約州的半導體研究設施“奧爾巴尼奈米技術中心(Albany Nanotech Complex)”。正如名稱所示，這裡正在研發奈米級的晶片微細化技術。元件結構是新一代半導體的關鍵，該中心將推進以此前設計無法實現的尖端領域研究。

      以在奧爾巴尼設有研發工廠的美國IBM為代表，東京電子等日本企業也將參與研發。“為了確保最尖端領域的研發和製造能力，希望日美能加深合作，推進相關研究”，萩生田在與IBM高管的意見交流會上如此表示。

      IBM此前出售了半導體部門，但留下了研發部門繼續推進尖端技術開發，2021年宣佈開發出了“2奈米”半導體。據其介紹，這是“能在指甲大小的晶片上搭載500億個元件”的尖端産品。

      半導體將電晶體電流的“開關”轉變為“1.0”這種數字信號。如果使電路變得微細，同樣面積的基板能整合更多元件，性能也將得到提高。作為英特爾創始人的戈登·摩爾(Gordon Moore)于1965年提出，“電晶體的整合度約每2年翻一番”。這些年來，半導體以這種速度提高整合度，不斷推出高速且耗電量少的産品。

      性能的提高存在極限

      不過，人們意識到這種性能提高也存在極限。其一是電力的問題。隨著微細化的不斷發展，晶片容易發生各種“漏電”，無法像原來一樣抑制耗電量。由於受電力和發熱的制約，一些半導體無法驅動增加的全部電晶體，越來越多的電路不能充分運作。

      此外還存在成本的問題。電路的尺寸已極度縮小至病毒的10分之1以下。由於存在原子尺度這一制約，微細化的阻礙將逐年提高。開發和量産花費的成本也明顯增加，相對於提高的性能，晶片的價格變得過高。