这是当今电子行业最大的问题。芯片行业如何延续摩尔定律？后者是英特尔联合创始人、前首席执行官戈登摩尔的观察，即密集集成电路中的晶体管数量每两年翻一番。最初的观察是在20世纪60年代中期，最初要求晶体管的数量每年翻一番。“规则”很重要，因为芯片的晶体管密度越高(适合每平方毫米的晶体管数量)，芯片就越强大、越节能。

这是一个例子。苹果A13仿生芯片组由TSMC在2019年使用该代工厂的7纳米工艺节点制造。A13 Bionic的晶体管密度接近每平方毫米9000万个，为iPhone 11系列提供电源，包括85亿个晶体管。2020年，TSMC使用其5纳米工艺节点制造了A14 Bionic。该芯片将1.34亿个晶体管封装成一平方毫米，提供118亿个晶体管。明年，TSMC预计将开始生产3纳米的集成电路，TSMC和三星都已经制定了路线图，将生产线缩减至2纳米。

苹果的A14 Bionic芯片组是第一个用于商用智能手机的5纳米芯片，经过测试的材料可能会为功能更强大的手机带来更长的电池寿命

但是2纳米及以上会发生什么？许多分析人士表示，即使摩尔定律之前已经公布，新技术为其延续铺平了道路，但摩尔定律已经死亡。在《自然材料》(通过Phys.org)发表的一份报告中，研究人员表示，他们正在研究一种新材料，即使芯片尺寸变小，也能保持芯片凉爽。管理在更小的芯片上放置更多电路产生的热量是芯片设计者和制造商面临的问题之一。这是一个大问题，因为不仅电路的数量在增加，芯片的尺寸也越来越小，晶体管也越来越近。这使得散热更难防止电路损坏。

芯片中使用的绝缘层将电流引出电路。这种绝缘被称为“低k电介质”。Physical org称他们为“沉默的英雄，通过做防止信号腐蚀和干扰所需的工作，让所有电子产品成为可能”。研究新材料的研究人员是弗吉尼亚大学机械与航空工程系教授帕特里克e霍普金斯和西北大学化学系教授威尔迪特尔。霍普金斯说：“科学家们一直在寻找一种低k介电材料，可以在更小的规模上处理固有的热传递和空间问题。虽然我们已经走了很长的路，但除非有新的突破，否则不会有结合学科的新突破。对于这个项目，我们

Dichtel解释了团队正在做什么来使更小的芯片成为可能。“我们正在获得一种只有一个原子厚度的聚合物片材(我们称之为二维)，并通过在特定的架构中分层来控制其性能。我们努力改进高质量2D聚合物薄膜的生产方法，使这一合作得以完成。该团队正在应用这一新材料类别，以满足密集芯片上晶体管小型化的要求，具有巨大的应用潜力。这种材料既具有低电导率或“低K”，又具有高传热能力。”

Dichtel提到的特征组合在国际半导体路线图中已经被引用，这是创造下一代集成电路所必需的。Dichtel Lab的博士生奥斯汀埃文斯(Austin Evans)说：“在这个项目中，我们关注的是这种新材料类别的热性能，这非常了不起，但更令人兴奋的是，我们只是在抓表面。开发具有独特性能组合的新材料具有惊人的技术潜力。”帮助延长摩尔定律的寿命似乎是其中之一。