在不斷追逐愈來愈快的晶片速度時，人們忍不住會去想：也許科技只要「夠用」就好。我們的桌上型電腦，已經有足夠運算能力模擬太空中銀河的誕生；手機和PDA的通訊能力，也遠遠超出一般使用者所需，我們還需要追求摩爾定律，不斷地在每十八個月內將晶片的效能增加一倍嗎？
基於成本以及先進科技能力等因素，電子業廣泛的共識是：摩爾定律還可以走上幾年。地球上還有數十億的人口尚未購賣手機，更不用說是電腦了，如果晶片廠商能繼續沿著摩爾定律所規畫的步伐走下去，一些被富裕先進國家視為理所當然的電子產品，就可以降到落後國家人民也買得起的價格，且同時擁有更強大的功能，例如理解人類語言，甚至讓電腦跟使用者對話。
但是要達到摩爾定律所要求的進步速度，需要愈來愈多的想像力。傳統上，科技公司用一個簡單的技巧，來使晶片效能增加：它們將晶片裡每個電晶體的尺吋縮小，減少電子傳導的距離，以增快晶片處理資料的速度。但是這個方法愈來愈難做到，而且可靠度愈來愈差，矽谷知名市場分析師史密斯(Gary Smith)指出：在九○年代，藉著縮小尺吋來得到更高速的晶片，是極其容易的事，但時至今日，由於晶片上電晶體密度增加，使得晶片溫度驟增，對系統效能造成很大的傷害。這是英特爾和IBM新型微處理器開發進度頻頻落後的主因。 即便如此，晶片製造商還是認為，在遭遇無法超越的物理極限前，人類還是可以藉由縮小尺吋來提升晶片速度，他們也嘗試著用新的材料和製造工具。大部份的專家認為，讓晶片繼續進步下去的關鍵，在於奈米技術。現在的主流電晶體通道寬度為九○奈米(一奈米為十的九次方分之一公尺，科學記號記為10E-9)，根據研究機構ITRS的預估，後年半導體主流製程會走到六五奈米，二○一○年到四五奈米，二○一三年到三二奈米，然後在二○一六年達到二二奈米。在二二奈米之後，根據英特爾科技策略處長卡吉尼(Paolo A. Gargini)的說法：「沒有人清楚，接下來會冒出什麼東西來！」
應用雙核技術 再創高成長
值得慶幸的是，縮小尺吋並不是唯一解決問題的方法，另外一種提升晶片效能的技術，目前已經開始商用化：將兩個以上的微處理器做在同一個半導體系統裡(即所謂的「雙核技術」)，這種作法需要軟體方面的大力配合。另一種工程師們正在試驗的方法，是把晶片放在三度空間裡，像蓋房子一樣一層層堆疊起來。這些五花八門的創新，應該可以在未來的十年裡，為半導體這個全球年產值兩千兩百多億美金的產業，維持成長的動能，甚至為晶片的效能帶來量子式的跳躍(quantum leap)，IBM系統科技及微架構(systems technology and microarchitecture)部門經理艾瑪(Philip Emma)就指出：我們很快就會看見一些迅速的技術演進。
在這麼多被提出的改進方法中，最先實際商用化的是所謂的「雙核」或「多核」微處理器，這種技術的概念是用兩顆速度中等的微處理器核心，來取代一顆最先進卻也最耗電的處理器。對你的個人電腦而言，意味著用兩顆二．一G赫茲的CPU，來取代一顆操作頻率高達三G赫茲的CPU，這樣做的散熱效果將好上許多，因此超微(AMD)和英特爾已經針對桌上型電腦推出這樣的微處理器。此外，由於設計這種微處理器的原理跟傳統建造「超級電腦」的原理類似，科學家們可以很輕易地預測和評估這種技術的表現。超級電腦通常將幾百顆處理器兜在一起，以追求高速運算的能力，例如IBM最先進的「藍色基因」超級電腦(Blue Gene/L supercomputer)，就用了六萬五千顆微處理器，而桌上型電腦頂多只用到八顆。
針對多核系統研發新軟體
另外一種更激進的作法，目前還只在概念期：在三度空間裡堆疊半導體。這種作法是將晶片中的不同功能區塊垂直排列，就像樓房裡一層層的樓地板一樣。德州儀器的技術長史托克(Hans Stork)指出，一些消費性電子廠商已經朝這方向發展。在PDA和手機之類的可攜式裝置中，「面積」是極其重要的一項資源，因此晶片通常被放在電路版上層層相疊，再由只有幾釐米長的導線連結。為什麼這樣的堆疊，可以增快晶片速度，且減低消耗功率呢？Rensselaer理工學院教授盧健強(音譯)指出，如果你把一個面積一平方公分的處理器切成四塊，可以將電子所需飄移的最大距離，從兩萬微米(10E-6 m)縮成十微米。路徑變短，晶片速度就會變快，同時也意味使得電子移動的消耗功率減少，並降低晶片發散出的熱量。然而，要解決所有建造3D晶片所需克服的技術問題，還需要花上一段很長的時間，「就像蓋高樓大廈永遠比蓋平房難一樣」，要建造這種3D晶片，需要相當複雜的模擬軟體以及驗證方法，盧教授的研究團隊專門研究這種晶片的封裝方法，同樣地比傳統的方法複雜了許多。
硬體的重新設計及配置，也意味著系統軟體需要有一番大改變。當軟體聰明到自動將運算工作切成幾塊，丟到不同的平行處理器同時執行時，「多核系統」才能真正發揮它的威力。不幸的是，今日大部份的軟體，不管是嵌入式系統的作業系統，或是桌上型電腦的應用軟體，都尚未針對這種硬體架構進行最佳化。但根據IBM的軟體工程師戴札瓦(Shahrokh Daijavad)的說法，一旦軟體針對多核系統最佳化後，效能將會大幅提升，尤其是對多媒體及遊戲，將帶來戲劇性的改善。然而這些軟體的轉換，必然要花上幾年的時間。設計針對「多核系統」運作的軟體，也是電腦科學界裡最困難的題目之一。因此，英特爾從他們一萬人的研發大軍中，撥出了三千人專注在這一領域的軟體發展，以加速「多核技術」成為市場主流的時程。 從英特爾老創辦人高登．摩爾在一九六五年寫下「摩爾定律」以來，半導體業界不斷地遭遇阻礙技術演進的障礙，但每次都能搬開路障，持續前行，甚至超越「摩爾定律」所預測的演進速度。就連現在已經退休的摩爾本人都坦承，他對於業界能不斷持續向前的能力印象深刻。我們今天看到的新設計技巧，必然會在將來，創造出讓摩爾再次驚豔的許多成果。
