Moores lag 101: matte-och innovationsekonomin bakom den
Gordon E. Moore publicerade först sina observationer som skulle bli kända som Moores lag 1965. Sedan dess har det förvandlats till många saker. Men vad är Moores lag … verkligen!, Och hur fungerar det, med tanke på halvledarindustrins kostnader och tillväxtbegränsningar. Här förklaras det i en kort enkel sammanfattning. – G. Dan Hutcheson
lär dig: Gordon E. Moore publicerade först sina observationer som skulle bli kända som Moores lag 1965. Senare funderade han på att ”definitionen av ”Moores lag” har kommit att hänvisa till nästan allt relaterat till halvledarindustrin som när den ritas på halvloggpapper approximerar en rak linje.,”Faktum är att detta missbruk av betydelsen av Moores lag har lett till stor förvirring om vad det exakt är.
enkelt uttryckt postulerar Moores lag att nivån på chipkomplexitet som kan tillverkas för minimal kostnad är en exponentiell funktion som fördubblas under en tidsperiod.,/p>
(1) Ct = 2*Ct-1
var:
Ct = Komponenträkning i period t
ct-1 = komponentantal under föregående period
denna första del skulle ha varit av liten ekonomisk import om Moore inte också hade observerat att den minimala kostnaden för att tillverka en transistor minskade i en takt som var nästan omvänt proportionell mot ökningen av antalet komponenter., Således är den andra kritiska delen av Moores lag att kostnaden för att göra en given integrerad krets vid optimala transistordensitetsnivåer är väsentligen konstant i tid., Så kostnaden per komponent, eller transistor, skärs ungefär i hälften för varje tick av Moores klocka:
(2) Mt = Mt-1
2
var:
mt = tillverkningskostnad per komponent i period t
mt-1=Tillverkningskostnadskomponent under föregående period
dessa två funktioner har visat sig vara anmärkningsvärt motståndskraftig genom åren., Periodiciteten, eller Moores klockcykel, var ursprungligen framtagen som en fördubbling varje år. År 1975 gav Moore ett andra papper om ämnet. Medan uppgifterna visade att fördubblingen varje år hade uppfyllts förutspådde han att integrationstillväxten för MOS logic saktar till en fördubbling vartannat år. Han uppdaterade aldrig denna senare förutsägelse. Sedan dess har den genomsnittliga räntan gått nära denna kurs.,
hur Moores lag styr kostnadstillväxt
ett annat dåligt förstått faktum om Moores lag är att det reglerar den verkliga gränsen för hur snabba kostnader kan växa.,Ct-1
var:
Ct = komponentantal under period t
Ct-1 = komponentantal under föregående period
(Observera också att ”-1” här och Nedan är symboliskt i naturen och inte används matematiskt)
enligt det ursprungliga papperet som gavs 1965 bör den minsta kostnaden för att tillverka ett chip minska med en hastighet som är nästan omvänd proportionell mot ökningen av antalet komponenter., Så kostnaden per komponent eller transistor bör skäras ungefär i hälften för varje tick av Moores klocka:
Mt = Mt-1
2
= 0.,5*(Mt-1)
var:
Mt = tillverkningskostnad per komponent i period t
Mt-1 = tillverkningskostnadskomponent i föregående period
vad sägs om die kostnad och wafer kostnad? Die kostnaden är lika med wafer kostnad dividerat med antalet bra dö. Om waferkostnaden stiger, måste mer bra die-per-wafer nettas för att hålla kostnaden per-die densamma., Moore sa vid de första NTRS att han trodde att industrins tillväxt inte skulle påverkas om kostnaden per funktion sjönk med minst 30% för varje fördubbling av transistorer. Detta kan modelleras på följande sätt:
Mt = 0.,e”>
Since,
Mt = Tdct/Ct
And,
Mt-1 = Tdct-1/Ct-1
Where:
Tdct = Total die cost in period t
Tdct-1 = Total die cost in the prior period
Thus,
Tdct = 0.,7* Tdct-1
Ct Ct-1
Tdct = 0.7* Tdct-1
2*Ct-1 Ct-1
Tdct = 2*Ct-1*0.7* Tdct-1
Ct-1
Simplified it reduces to:
Tdct = 2*0.7*Ct-1* Tdct-1
Ct-1
Tdct = 1.,4 Tdct-1
om reduktionsförhållandet kostnad per funktion skiljer sig från 0.,7, sedan:
Tdct = 2*Cpfr* Tdct-1
var:
Cpfr = cost-per-function reduction ratio för varje nod
som krävs av marknaden
så i allmänhet kan tillverkningskostnaden per areal av kisel stiga med 40% per nod av Moores lag (eller med dubbelt kravet på reducering av kostnad per funktion)., Detta inkluderar allt från fab kostnad till material och arbete. Det tar emellertid inte hänsyn till avkastning eller waferstorlek.,C4820fc1″>
Twct = Total wafer kostnad krav i period t
Twct-1 = Total wafer kostnad i föregående period
Dpwt = Die-per-wafer i period t
Yt = gav die-per-wafer i period t
w = förhållandet mellan Die tillagd med en wafer storleksändring
dpwt-1 = die-per-wafer under föregående period
yr = avkastningsminskningar på grund av förbättringar med tiden
yt = gav die-per-Wafer under föregående period