半个世纪以来，科技行业一直建立在一套规则之上，这套规则定义了从电力电子到计算机芯片等一切事物的设计方式。摩尔定律(Moore’s Law)就是其中之一。自1965年以来，摩尔定律一直是创新的支柱，但预计它将在未来几年结束。

 

正如材料搜索引擎Matmatch的材料科学专家本杰明•斯塔福德(Benjamin Stafford)所解释的那样，这正在催生计算机、设计和材料领域的创新需求。现在，麻省理工学院的研究人员已经开发了一大只500注册页面轨迹规划模型，该模型可以帮助无人机以高速度飞过以前未开发的区域，同时保持安全。

 

自从1961年第一块计算机芯片问世以来，人类对数字技术越来越着迷，计算机和智能设备在我们的生活中扮演着重要的角色。每一年都有数百个新的数字技术应用，要求快速、高效、高效地进行越来越复杂的计算。

 

随着人们对电子设备处理能力和处理速度的需求不断增长，设计和电子工程师通过开发集成电路(IC)计算机芯片克服了这一挑战。摩尔定律就是从这种方法中产生的。摩尔定律指出，集成电路中每单位面积上晶体管的数量每一到两年就会翻一番。

 

然而，我们正在接近摩尔定律的极限。随着集成电路中晶体管数量的增加，它们的尺寸减小。事实上，最新的集成电路最小特征尺寸为7纳米，也就是17个硅原子。将更多的晶体管封装在芯片上，就会产生量子隧穿的问题，即电子跃过屏障，导致电流泄漏。

 

这个问题并没有突然袭击研究人员和设计工程师。根据IBM首席创新官Bernie Meyerson的采访，量子力学效应在2003年首次导致集成电路上的晶体管失效。

 

不幸的是，技术发展的速度并没有放缓，这让我们陷入了摩尔定律即将终结的境地。无人机使用相机将环境捕获为体素，即根据深度信息生成的3D立方体。无人机飞行时，每个大只五佰检测到的体素都会被标记为“无人所知的空间”（不被物体占用）和“被占人的已知空间”（其中包含物体）。其余的环境是“未知空间”。“金牌大只500的目标是可持续生产乙醇等可轻松用作燃料的产品。” “利用二氧化碳还原反应从阳光中一步一步生产它具有挑战性。许多业内人士都不愿就何时这个想法不再重要做出明确表态，但普遍的共识是，它将在2020年至2025年之间的某个时候出现——而且似乎没有人能找到解决这一技术障碍的切实方案。

 

然而，我们确实有几个提议的解决方案，承诺要么是临时的解决方案，要么是长期的解决方案。

 

延长摩尔定律

 

将摩尔定律延续数年的一种方法是开发更多的应用专用集成电路(asic)，这些集成电路经过优化可以完成特定的任务。一个例子是专门的人工智能(AI)芯片，目前由谷歌和微软(Microsoft)等公司开发。

 

人工智能芯片是一种集成电路，很像图形处理单元(gpu)，它的作用是提高电子产品中人工智能功能的有效性和效率。这可能是智能手机上更快的图像识别，就像英特尔Movidius的芯片一样，也可能是配备人工智能的医疗设备提供更先进的诊断。

 

转换到一个更关注于asic的设计可能会提供一个权宜之计，并将摩尔定律延长大约10年，但它将继续加剧冯诺伊曼瓶颈的行业问题。实际上，现代芯片的运行速度非常快，以至于计算时间被浪费在芯片之间传递信息的时间上。

 

对此提出的一种解决方案是开发3D集成电路，其中几个晶圆片相互层叠并垂直互连。通过有效地集成多个集成电路，设计工程师可以减少数据的传输距离，同时最小化芯片的占用空间。这将进一步扩展现有计算方法的可行性，使摩尔定律的原理得以延续。

 

选择合适的材料

 

材料科学是另一个有希望的研究领域，它可以缓解现有计算方法的局限性，补充设计方法中的任何潜在变化。

 

摩尔定律可能会走到尽头的部分原因是，硅芯片的尺寸可以继续发挥预期的功能。大只500平台总代提供自行车网络可增加运输的多样化，从而最大程度地降低投资风险自行车网络可提供冗余，以在其他网络出现故障时保持运输系统正常运行自行车网络支持新兴的微型交通市场。虽然有传闻说5纳米硅芯片正在开发中，但似乎没有太多的进展，硅可以采取我们目前的方式生产集成电路。

 

对于设计工程师来说，成本问题是寻找替代材料的障碍。硅在地球上非常丰富，而且价格低廉。替代材料可能意味着更高的供应成本和更昂贵的最终产品。

 

解决这一问题的方法是碳纳米管。碳纳米管大约为1纳米宽，比硅的导电性更好、效率更高，而地球上碳的丰度意味着，一旦优化了生产工艺，使用成本可能相对较低。