1965年首次發表、在過去近一甲子光陰中被全球半導體產業奉為圭臬的摩爾定律(Moore’s Law)，激勵無數研發工程師為實現「每顆IC元件上可容納的電晶體每18個月會增加一倍」的目標，一次又一次突破技術極限、創造奇蹟。實際上，連提出摩爾定律的Gordon Moore本人在2015年接受IEEE期刊《Spectrum》訪問時都表示，他最初只是針對正改變電子產業經濟模式的半導體技術提出趨勢觀察心得，完全沒想到他的論點被記得那麼久，甚至成為驅動產業發展的動力，而他自己也在好長一段時間之後，才逐漸接受它被稱為「定律」。
隨著半導體製程節點微縮至個位數奈米世代，要讓IC元件能依循摩爾定律持續進展的成本越來越龐大，眾多關鍵元素也接近物理極限；因此近年來最常被拿來討論的一個話題就是：摩爾定律何時終結？儘管多家晶片大廠致力從研發新一代材料、或是以高階封裝(即所謂2.5D/3D IC)為基礎的異質整合(Heterogeneous Integration)解決方案來延續其壽命，它對半導體技術發展週期速度的預測確實已經失準。
究竟，摩爾定律會「死」嗎？ 要為這個大哉問尋找答案，得從它最風光的時候找線索。
摩爾定律的黃金歲月
呼應摩爾定律，持續發展的半導體產業在1980、90年代從原本以整合元件製造商(IDM)主導的模式，邁進專業廠商各自分工──1987年誕生、首創晶圓代工服務的台積電(TSMC)扮演了一個關鍵角色──的新時代。為催生電晶體密度不斷增加的下一世代半導體晶片，產業鏈上至下游，包括EDA工具供應商、無晶圓廠IC設計公司、微影/光罩/蝕刻/沉積製程步驟設備與材料供應商、晶圓代工廠、封裝與測試業者等不同部門廠商必須通力合作，也需要一個共同的指導原則，以免造成研發資源的分散， 同時實現最高成本效益。
因此在1999年，結合歐、美、日、韓、台等五個區域的半導體產業協會共900多位來自廠商與學界成員智慧結晶的國際半導體技術藍圖(The International Technology Roadmap for Semiconductor, ITRS)應運而生(圖1)，其目標就是要探索「產業界需要發展哪些技術能力，才能維持摩爾定律以及其他趨勢？」
ITRS的前身是世界半導體理事會(WSC)與美國半導體產業協會(SIA)所主導、由美國當地半導體業者(大多為半導體設備供應商)與學研機構共同訂定之美國國家半導體技術藍圖(National Technology Roadmap for Semiconductor, NTRS)。而國際版半導體技術藍圖的問世，除了顯示IC技術已從發源地美國擴散到世界其他區域，也意味著半導體已經成為全球化分工的產業；更值得一提的是，同屬亞洲市場新興小龍的台灣與韓國，在半導體技術上的實力已經達到讓歐、美、日等工業強國不可忽視的程度。
以15年為一個預測時間區段，ITRS旗下有數個涵蓋設計、測試、元件結構、前段製程、微影、良率與封測等不同半導體生產關鍵元素的國際技術工作小組(ITWG)(圖2)，分別負責觀察與規劃各專業領域技術解決方案的演進趨勢方向，每兩年更新一次藍圖。除了詳列各項規格參數、成本預估等數據，ITRS各工作小組報告也會定義出正在開發中的技術解決方案需要實現哪些目標，並指出在製程繼續微縮的路途中，哪些挑戰並沒有「已知的可製造解決方案」得以克服。
從1999到2014的15年間，ITRS記錄了科技演進與摩爾定律發展的輝煌歷史，我們經歷了個人電腦(PC)的鼎盛時期、網際網路的爆炸性成長，還有行動通訊與手機(從功能型到智慧型) 的飛速發展，以及五花八門物聯網(IoT)應用的大量崛起；為支援市場對IC性能與電晶體密度提升的需求，包括應變矽(Strained Silicon)、高介電(High-K)/金屬閘極材料，多閘極/3D結構電晶體(如FinFET)，還有193奈米浸潤式微影、多重圖形(Multi-patterning)，以及系統級封裝(SiP)晶片堆疊等技術解決方案進入ITRS， 半導體製程穩步從微米(μm)演進至奈米(nm)世代。
隨著終端應用的多元化與複雜度升高，微電子技術演進不再僅限於半導體CMOS製程本身，產業生態系統也在持續擴大，ITRS於2014年宣布邁入2.0版，將原本17個技術工作小組以7個焦點團隊(Focus Team)取代，除了納入系統整合、異質整合議題，也將後摩爾定律(More Moore，即持續以製程微縮的技術解決方案延續摩爾定律生命)、超越摩爾定律(More than Moore，涵蓋CMOS製程之外其他多樣化元件如感測器、微機電系統、光電元件以及生物晶片的技術發展)列為關注焦點(圖3)，還有對超越CMOS(Beyond CMOS)，也就是並非以MOS電晶體為基礎的自旋電子、磁性元件等新技術的探索。
是「式微」或「重獲新生」？
2.0版ITRS透露的趨勢是，只靠半導體製造技術本身已經難以延續摩爾定律的生命，必須納入其他跨領域技術知識才有可能突破(或另闢蹊徑繞過)其極限。此時或許可以說摩爾定律已經式微、邁入末年，但從產業與技術發展的角度看來，應該說摩爾定律已經完成它在趨勢預測上的階段性任務，儘管不再準確，仍扮演著激勵創新的標竿。
ITRS 2.0在發表2015年版之後正式退場，2016年，接續ITRS扮演產、學界技術研發共同指導原則的全新國際元件暨系統技術藍圖(International Roadmap for Devices and Systems, IRDS)在IEEE的贊助下啟動，並於2017年推出首版IRDS白皮書。
IRDS同樣以15年為一個預測區間，定義通用元件與系統的需求、挑戰、潛在解決方案以及創新機會，原則上也是每兩年更新一次。最新的2022年版IRDS旗下共有15個國際焦點團隊(IFT)，包括由應用基準(Application Benchmarking, AB)與系統及架構(System and Architecture, SA)兩個負責監測電子系統演進趨勢之團隊為首的八個基礎設施IFT(Infrastructure IFTs)，以及由衍生之技術需求組成的五個專業IFT(Specialized IFTs)。
摩爾定律精神不死，全球電子產業正進入一個半導體技術仍扮演關鍵基礎，卻不再是主角的新時代。你準備好迎接挑戰了嗎？
