戈頓·摩爾是芯片制造廠商英特爾公司的創(chuàng)始人之一，他曾在一篇論文中稱芯片上集成的晶體管數(shù)量會每年翻一番。后來他在另一篇論文中說芯片上集成的晶體管數(shù)量兩年翻一番。摩爾定律不是一種數(shù)學定律或者物理定律，它只是一種分析預(yù)測。這個預(yù)測由于多次被證實，所以影響比較大。

回顧計算機發(fā)展史，從第一臺經(jīng)典計算機問世以來，它們的大小經(jīng)歷了天翻地覆的變化，從一個占據(jù)幾棟樓房的龐然大物縮小到了人們的手掌上、口袋里。近20年，計算機技術(shù)更是經(jīng)歷了巨大的革命性飛躍，單個芯片上三極管的數(shù)目及運算的速度都是以指數(shù)形式逐年上升。無論是60多年前的充滿整棟屋的龐然大物，還是現(xiàn)在的手機型電腦，基本原理卻是萬變不離其宗。

預(yù)言摩爾定律將終結(jié)的論據(jù)主要有兩點：高溫和漏電。當集成電路的精細程度達到了原子級別，特別是當電路的線寬接近電子波長的時候，電子就通過隧道效應(yīng)而穿透絕緣層，使器件無法正常工作，硅金屬的集成電路就將徹底終結(jié)。

隧道效應(yīng)在微電子學、光電子學以及納米技術(shù)中都是很重要的，有很多用途。最早的應(yīng)用就是掃描隧道顯微鏡。在光電子技術(shù)中，由于量子隧道效應(yīng)，激光可以從一根光纖，進入相距很近的另一根光纖的內(nèi)部，工程師們利用這個原理，制成了光纖分光器。1957年，受雇于索尼公司的江崎玲於奈在改良高頻晶體管的過程中發(fā)現(xiàn)負電阻現(xiàn)象：當增加pn結(jié)兩端的電壓時，電流反而減少。這種反?，F(xiàn)象可以用隧道效應(yīng)來解釋。此后，江崎利用這一效應(yīng)制成了隧道二極管。近年來，人們發(fā)現(xiàn)了宏觀的量子隧道效應(yīng)，觀察到一些宏觀物理量，如微粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量等，也顯示出隧道效應(yīng)。

這種宏觀量子隧道效應(yīng)將會是未來微電子器件的基礎(chǔ)。摩爾定律是否將會終結(jié)，關(guān)鍵在于新型的電子技術(shù)能否擔起繼續(xù)發(fā)展的重任。近些年來，一些新奇量子材料如拓撲絕緣體的發(fā)現(xiàn)，使得宏觀量子隧道效應(yīng)的應(yīng)用更加多樣化。

作者： 張?zhí)烊?[責任編輯: 呂芮光]