1nm之下就是命运

    视界之外（光锥之内）是命运，这是物理学的一句名言，通俗翻译的意思也可以延伸为“我们目视所及之外的未知只能交给命运来决定”，用这句话来形容PC以及电子计算机的极限是相当合适的。

很多东西在理论上都能实现，比如8nm门间距的碳纳米管晶体管，但它们无法工业生产

    其实PC的理论极限距离我们还很遥远，即便是在“远古”的上世纪八十年代，可预期的甚至是可以通过模型在实验室中实现的基于光刻技术的电子元件的几何尺寸也可以达到几个埃（0.x纳米），如果以今天的技术来衡量，我们甚至可以把元件的尺寸做到原子级，但是理论上能够实现并不代表在工业级的场合能够造得出来。半导体工业毕竟是一门把技术转变成消费品和财富的手艺，它始终要遵从可制造性原则的限制，能够在实验室当中实现与能够造出来卖钱/使用完全是两个次元的概念，当前技术范畴下的电子计算机在可制造性方面还是存在极限的。当工艺触及到这一极限而又无法突破时，电子计算机的终点也就到了。

在半导体工业这种凭手艺吃饭的行当，理论跟实际的差距还是很大的……

    PC/电子计算机的极限源自多个层面，包括但不限于光刻反应速率，刻线宽深比，光刻稳定性，EoT（等效氧化物曾厚度）极限，基底隧穿以及栅极减薄隧穿，还有由此一系列问题所带来的下游效应和……不计其数的问题，这里涉及太多物理学（同时包括宏观物理学和量子物理学）、物理化学、材料学以及反应工程学方面的知识，说多了全是泪，所以我们不再继续深入讨论，而是根据综合信息直接给出目前所能够规划到的半导体工艺极限——1nm。

    在线宽低于1nm时，目前及可见未来的技术均无法突破可制造性问题以及物理表达形式层面的极限，芯片可以被制造出来，但它的运行状态以及良率完全无法得到有意义的保证，因为这一尺度的量子效应会更明显的反映出观察者的存在和干扰，我们甚至没法知道一颗挂掉的芯片究竟是哪里坏了又为什么坏了，无论收集问题还是解决问题都无从谈起。1nm工艺就是当前半导体工艺的光锥和视界，现在没有人知道1nm之后的半导体工业会发生什么，所以1nm就是当前技术环境下PC以及电子计算机的“命运”，无论CPU、显卡、内存还是硬盘都无法回避。

14nm工艺下的栅极照片，门间距70nm（图片引自chipworks）

    1nm工艺距离现在还有多少时间呢？粗略算下来，在不考虑半代工艺的前提下，半导体工业还有14/10/7/5/3以及2nm工艺总计6代的可发展余地，按照当前节奏来看起码还应该有144~216个月左右的周期（考虑到工艺下探难度的提升以及需求放缓导致的增速放缓，我们将工艺升级周期从摩尔定律周期模糊处理至24~36个月）。换句话说，如果这一极限在18年内得不到被突破，甚至是连具有可行性的解决模型都没有出现的话，电子计算机以及基于电子计算机技术的现有形态PC就算是到头了。

谁将在电子计算机达到工艺终点之后接替它呢？

    那么之后呢？大家坐下来安静的无聊发呆么？我们觉得应该不会。人类在一般情况下都不会在遇到难以逾越的障碍时选择回避并静待消亡，他们总能找到解决问题的其他突破口，更何况计算能力是现代以及未来人类文明不可或缺的组成部分，任其消亡无疑意味着人类文明的消亡，所以尽管还有几十年的时间，但电子计算机的继任者们已经在路上了，这些继任者包括但不限于如下这些各位也许已经耳熟能详的家伙——量子计算机，光子/光电子计算机和DNA计算机。