NIKKEI——日本经济新闻中文版

      所谓“摩尔定律”，是指半导体芯片的性能每隔大约2年就会提高2倍。这个定律已经应验了半个世纪，但现在正在迎来极限。在微细化技术日趋成熟的背景下，构成电路的晶体管（元件）和集成电路（IC）芯片纵向集聚的2种“三维化”技术正在取得进展。为了确立新制程，设备企业的重要性再次提高，日本企业受到的关注也随之加强。

日本经济产业相萩生田光一（右2）在美国考察尖端半导体研究设施

      5月上旬访美的日本经济产业相萩生田光一造访了位于纽约州的半导体研究设施“奥尔巴尼纳米技术中心(Albany Nanotech Complex)”。正如名称所示，这里正在研发纳米级的芯片微细化技术。元件结构是新一代半导体的关键，该中心将推进以此前设计无法实现的尖端领域研究。

      以在奥尔巴尼设有研发工厂的美国IBM为代表，东京电子等日本企业也将参与研发。“为了确保最尖端领域的研发和制造能力，希望日美能加深合作，推进相关研究”，萩生田在与IBM高管的意见交流会上如此表示。

      IBM此前出售了半导体部门，但留下了研发部门继续推进尖端技术开发，2021年宣布开发出了“2纳米”半导体。据其介绍，这是“能在指甲大小的芯片上搭载500亿个元件”的尖端产品。

      半导体将晶体管电流的“开关”转变为“1.0”这种数字信号。如果使电路变得微细，同样面积的基板能集成更多元件，性能也将得到提高。作为英特尔创始人的戈登·摩尔(Gordon Moore)于1965年提出，“晶体管的集成度约每2年翻一番”。这些年来，半导体以这种速度提高集成度，不断推出高速且耗电量少的产品。

      性能的提高存在极限

      不过，人们意识到这种性能提高也存在极限。其一是电力的问题。随着微细化的不断发展，芯片容易发生各种“漏电”，无法像原来一样抑制耗电量。由于受电力和发热的制约，一些半导体无法驱动增加的全部晶体管，越来越多的电路不能充分运行。

      此外还存在成本的问题。电路的尺寸已极度缩小至病毒的10分之1以下。由于存在原子尺度这一制约，微细化的阻碍将逐年提高。开发和量产花费的成本也明显增加，相对于提高的性能，芯片的价格变得过高。