如今，芯片越做越小，作用却越来越大。芯片不仅在计算机、电器工程、通信设备、运输系统和基础设施等多领域都发挥着重要核心作用，而且作为手机、电脑的核心部件影响着无数人的日常生活。今年5月，IBM奥尔巴尼（Albany）芯片制造研究中心成功开发出世界上首款2纳米规格的新型芯片——成功将超过500亿个晶体管挤压到了指甲大小的芯片上。如果未来量产，这款芯片将有望在保持相同性能的同时减少75%的能源消耗，或在同等能源消耗条件下提高45%的性能水平——也就意味着配置新芯片的手机用户或许可以每隔四天充一次电。
IBM该款芯片突破了半导体行业当前的技术瓶颈，将晶体管体积缩小至2纳米，因此被业界视为延续摩尔定律的重要继承者。那么，新芯片的发布是否意味着摩尔定律在未来十年的科技界仍然适用呢？
实际上，摩尔定律并非物理或数学公式，而是统计学意义上的概测法则，来自1965年由英特尔联合创始人Gordon Moore所提出的行业观察：半导体行业的根基晶体管始终保持较高的更新频率，其体积快速减小，以至于每隔 18~24 个月安装到芯片上的晶体管的数量就可以就是信息产业指数级的高速增长模式——既体现在芯片制造内部，也反映在计算机产业的产品设计和整个行业节奏层面。
首先，半导体行业自发确定了在研发制造上追赶摩尔定律翻倍。自提出以来，以芯片工业为代表的信息行业始终遵循着摩尔定律的预期，而摩尔定律则反向塑造了相关产业生态，其中最明显的的目标，芯片制造巨头比如英特尔或者台积电每年都需要花费数十亿美元用于开发尺寸更小、性能更强的新芯片。他们的努力也确实卓有成效——凭借指数级的增长速度，计算机行业不断更新其自我定义：电脑从占据整个房间的庞然大物变为握在掌心的智能手机，信息产业也在过去短短50年内快速成长为当今社会最强大的产业以及技术力量。然而，以追求高速作为行业导向也存在诸多不利之处，最显著的表现就是快速迭代的产品周期下，最新开发的芯片在短短两年内就被下一个型号所取代，而研发人员则长期受限于下一代芯片理想中庞大的量化数据，过于关注缩小芯片尺寸而忽略了真正的创新。
人们逐渐意识到，摩尔定律以及其所代表的指数级增长并非是无限的。近几年芯片更新的节奏已不断放缓，英特尔原定2021年底推出的7纳米芯片已推迟至2022年甚至2023年。不仅如此，摩尔定律在半导体行业还受到了越来越多的限制。
首先是芯片本身的物理极限，以往科研人员常常依靠缩小晶体管体积来增加芯片上集成的晶体管数量，从而实现芯片的性能迭代。然而随着硅电路越来越密集，晶体管面临距离过短导致的发热和漏电问题。10纳米以下的晶体管甚至会出现“量子隧穿效应”，导致晶体管电子不规则移动，严重影响芯片的运算准确性——对于以计算为核心功能的芯片，这无疑是一项沉重的打击。
与此同时，芯片更新所需的研发和量产成本不断升高。国际商业战略公司（IBS）发现：（见下表）随着尺寸不断减少，芯片的研发成本也出现了指数级增长。65纳米的芯片仅需2850万美元作为研发成本，22纳米的芯片也只增长至3770万美元。然而到达10纳米级别后，这一数字却快速飙升至17440万美元，到5纳米时甚至突破了5.42亿美元。对比成本，新型号所带来的经济效益越发缩水。