硅芯片走向何方？

　　一个普遍的猜测是：大约只有十余年时间。

　　芯片时钟频率的增长已经在减缓：以前是每年 35％～40％，现在只有10％～15％。然而，计算机的性能却每年都在成倍增长。AMD公司、 IBM公司、英特尔公司和太阳计算机系统公司都在力图使他们的产品变得更专业化，在一小块硅芯片上集中更多的运算功能。但是，当电子间的距离进入纳米尺度空间时，计算机设计师们碰到了工程问题。由于这些问题的存在，计算机的性能将受到很大影响。“计算机芯片的处理频率会继续加快，但提高的速度再也不可能达到过去的水平了。”IBM公司的保罗·宏恩说，“在处理器的设计上，我们很快将会看到重大的变化。”

　　究竟是什么限制了硅芯片速度的提高呢？这个问题具有众多实际意义。“一直以来，我们采用的策略是为用户提供最快的微处理器，最大的缓存空间，”这样就可以给这些产品定上个高价。但是，“现在市场开始分化了。”太阳计算机系统公司的 巴巴多布诺斯说。

　　半导体业现在已经能够生产出65纳米电子工艺的产品，下两代产品将是45纳米和32纳米，每一代之间预计相隔三年。这种发展速度听起来很不错，保罗说，“ 有一点非常清楚，现阶段不会有什么新技术能够替代硅芯片。在这一点上，如果要再进一步描绘新技术的作用，就有点玄乎了。现在的问题是没有更好的替代品。”
　　
　　纳米炭棒、塑料半导体，以及在其他尖端领域上的研究，比如使用电子电极或者原子的量子机械特性来实现计算功能，都曾经作为解决方案被提出来过。“这些方案都很有潜力，”保罗说，“但问题是，都缺乏明确的方法来完全替代硅芯片。”

　　还有一些其他的计划听起来更动人。惠普公司的拉普曼说，“纳米技术不会马上动摇CMOS技术的地位，但从长期看，纳米将成为电子产品的主导形式。” 纳米技术对CMOS的一个主要的优势是其生产成本低：包括所有设备在内，建设一个芯片制造车间大约需花费30亿美元。帕洛阿尔托研究中心（PARC）正在研究“有机电子元件”，用炭素材料代替硅作为运算导体。该研究中心希望，有朝一日用普通的印刷技术就能将这些有机电子元件“印刷”到可以自由卷曲的材料上，而且成本低廉。PARC 研究中心主任伯恩斯坦说，“有机电子元件的运用，将对整个行业产生深远影响。”

　　今天，程序员们已经能够借助复杂的软件设计使各家公司设计出的专用芯片发挥更大效能。“编程能力是主导因素。”巴巴多布诺斯说，“软件创新总是比硬件创新多得多。”