在于美國德克薩斯州奧斯汀舉行的第50屆設計自動化大會（DAC 2013）上，本屆新設了名為“SKY（Short Key notes）Talk”的6場30分鐘短暫主題演講。筆者聆聽了其中的一場，題目為“What a chip designer needs at the end of Moore’s Law”。

　　演講者為美國國防部高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）的Robert Colwell（圖1）。想必各位讀者也知道，DARPA因主導過互聯網及GPS開發項目而為人所知。目前作為美國研究人員的研究資助者而聞名。DARPA是相當于日本的JST（獨立行政法人科學技術振興機構）或NEDO（獨立行政法人新能源與產業技術綜合開發機構）的研究基金管理機構。

　　Colwell預測稱，2020年之前摩爾定律仍然有效，性能出色且價格低廉的IC會很快出現。但是，摩爾定律會在2020年到2030年之間被打破。盡管IC能夠高速運行，但尺寸會增大，而且會產生高熱量，成本也會提高（圖2）。

　　眾所周知，摩爾定律是指硅制IC的集成度在18到24個月內翻倍的經驗法則。通過采用新設計方法降低成本、提高速度、容易設計并可產生利潤的IC，從這種觀點來說，技術的進步同樣遵循摩爾定律。

　　目前，摩爾定律仍然有效，集成的晶體管數量不斷增加。但1974年發布的、晶體管工作速度不斷提高同時功耗不斷降低的Donnard定律（美國IBM的DRAM開發者R.H.Dennard提出）已不再適用。也就是說，因熱量和功耗問題，芯片的頻率已不能再提高了。

　　開發人員有不少事情可做

　　Colwell表示，有些技術可以改善這種情況，今后有望開發出來。具體而言，包括（1）GPU等特定運算處理器；（2）硬件的異質并行化；（3）硬件和軟件發生故障后的恢復能力；（4）有效的冷卻方法；（5）算法、工具、模擬方法與仿真；（6）降低成本和縮短TAT（time to market）。為了開發出這些技術，DARPA已開始投資研發概率性設計方法、三維縱置IC、異質材料的使用及冷卻技術等（圖3）。

　　圖2：摩爾定律一直在順利延續，但終究會被打破 DARPA的幻燈片。

　　圖3：目前DARPA投資的研發項目示例　DARPA的幻燈片。

　　在演講的最后，Colwell介紹了7nm節點IC時代芯片開發人員應該選擇的道路。這一時代的開發人員不應在系統層面上固步自封于RTL、電路、硅、熱量、成本、性能、耐久性及軟件等單項知識，而需要具備多方面的知識，擁有能夠綜合考慮這些方面的實力。而且，Colwell在結束演講時還強調，不同開發人員、不同時間以及不同項目之間的交流也必不可少。