因此 ， 我们总结了一句话：芯片能够参与竞争的任何技术 ， 最终都不可避免地成为失败者 。 如果发现某项技术已经被芯片做了 ， 我们千万不要再去做 ， 因为它最终会被芯片战胜 ， 它一定成为失败者 。
芯片的“极限”
芯片发展至今已经有60多年了 ， 它有没有极限呢？有一天它会不会退出历史舞台呢？我认为任何事物的发展都有极限 ， 不过我们离这个极限还很远很远 。
现行的科学技术还是有极限的 ， 半导体现有技术遇到的第一个极限就是物理极限 。

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栅极氧化层示意图（左）和扫描电镜图像（右）
目前半导体在不断地在做小 ， 尺寸已经缩小到了纳米量级 。 尺寸达到纳米量级之后 ， 最大的问题是我们很难避免漏掉电子 ， 就像筛子做的不够密会导致很多东西掉下去 。 半导体的主要材料——栅极氧化层是尺寸最小的一层物质 ， 只有1.5纳米 。 当真正做到1.5纳米时 ， 电子会穿过它漏下来 ， 产生漏电现象 ， 无法进行控制 。 这个可能是现行技术能够达到的最小尺寸 ， 但不是最终尺寸 ， 我们还有很多新技术可以解决这个问题 。
半导体现有技术的第二个极限是功耗极限 。 如果不对功耗加以控制 ， 手机电池耗电极快 ， 几分钟就要充一次电 。 由于技术的不断发展 ， 现在的手机可以一天充一次电 ， 其实我们最理想的状态是一部手机一个星期充一次电就好 。 如果智能手机的电池功耗能够达到这种状态 ， 我们的生活会方便很多 。

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20世纪90年代预测的芯片功率密度的增长趋势（左）和功率密度的实际增长情况（右）
在提供大量功能的同时 ， 半导体自身也需要耗电 。 我们用能量密度 ， 或者功耗密度 ， 来表征它的功耗情况 。 家里用的电熨斗的功耗密度是每平方厘米5瓦 ， 它运行起来很烫 ， 能将我们烫伤 。 早在上世纪的90年代 ， 半导体的功耗密度就已经超过了每平方厘米10瓦 ， 比电熨斗还烫 。 如果当时我们没有发展任何新技术 ， 到2005年可能功率密度就会达到每平方厘米100瓦 。 但是 ， 经过20年的技术发展 ， 半导体的功能在不断提升 ， 功耗并没有明显的上升 ， 这是非常重要的进步 。

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工艺节点发展路径
半导体现有技术的第三个极限是工艺、器件和材料 。 今天我们往往用多少纳米来表征集成电路的先进性 。 世界上最先进的大概是7纳米 ， 目前在大批量量产 ， 很快5纳米也会量产 ， 我们国家也实现了14纳米的大批量生产 。 在生产过程中出现了很多不同的节点 ， 每次缩小到原来的0.7倍 ， 以此一直不停地前进 。

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不断演进的晶体管结构
在发展过程中 ， 最基础的器件是晶体管 ， 晶体管也在不断演进 。 图片最左边是前一代晶体管 ， 即平面型晶体管 。 平面型晶体管的硅上有条沟道 ， 两端是源和漏 ， 上面通一个栅极来控制沟道的电流是否通过 。 随着体积变小 ， 源和漏逐渐靠近 ， 电子跑的很快无法控制 ， 怎么办？
于是我们发明了鳍式晶体管 ， 也称为FinFET 。 FinFET中间有一个像鱼鳍一样提起来的东西 ， 用栅把它包起来 ， 三面环栅 ， 就有了比较强大的电场 ， 可以控制电子能否通过 。