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在短短半个多世纪的时间里，硅芯片上的晶体管数量已从仅仅一个增长到近十亿个——这一成就被誉为摩尔定律。通过极大地增强数字机器处理数字、执行逻辑运算和存储数据的能力，这种前所未有的制造成功为我们的日常生活带来了革命性的变化，同时催生了地球上最大和最具影响力的产业之一。
在未来十年到十五年内，随着越来越多的晶体管被封装到硅集成电路 (IC) 上，最小的芯片特征尺寸将缩小到接近分子尺度。即使是最乐观的 IC 支持者也认为，要达到硅晶体管的最终运行极限，即功能特征的长度约为 10 纳米 (nm)，或约 30 个原子长，也需要进行重大创新。寻找可以进一步缩小计算设备尺寸的替代技术对于保持技术进步至关重要。但是，由于硅 IC 令人惊叹的成功记录，任何继任者的性能门槛都非常高，因此至少需要十年时间才能开发出在需要时可用的候选技术。