摩爾定律（英語：Moore's law）是由英特爾（Intel）創始人之一戈登·摩爾提出的。其內容為：積體電路上可容納的電晶體數目，約每隔兩年便會增加一倍；經常被參照的「18個月」，是由英特爾執行長大衛·豪斯（David House）提出：預計18個月會將晶片的效能提高一倍（即更多的電晶體使其更快），是一種以倍數增長的觀測。
半導體行業大致按照摩爾定律發展了半個多世紀，對二十世紀後半葉的世界經濟增長做出了貢獻，並驅動了一系列科技創新、社會改革、生產效率的提高和經濟增長。個人電腦、網際網路、智慧型手機等技術改善和創新都離不開摩爾定律的延續。
摩爾定律已死？
但 2019 年台積電的運動會上，創辦人張忠謀以「山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村」來形容摩爾定律。而台積電副總經理黃漢森也在同年表示，摩爾定律還是活躍存在，展露出一線生機。
由於摩爾定律牽涉到電晶體的密度，因高解析度的 EUV 曝光技術可能是一個解法，以波長為 13.5 奈米 EUV 的導入，推動半導體的奈米進程，另外，從提高電晶體密度作為切入點，例如先進封裝技術等，也可能可以挽救枯竭中的摩爾定律。
微影機在摩爾定律所主導的半導體產業，一直扮演著決定性的角色。微影機顧名思義就是在矽基板上，能夠雕刻出多細的線寬，而這多細的線寬取決於微影機中所使用光源的波長，以及光學系統的設計。光源的波長越短，所雕出來的線寬就越細。EUV微影機被視為是結束摩爾定律的終極武器，也應該是人類所研發出可用於生產製造最精密、複雜且最昂貴的設備了。
微影機的光源坐落於紫外光，波長介於10~400奈米之間。從早期的光源來自於汞燈的g-line及i-line，一旦製程線寬小於100奈米，所使用的光源就進入了深紫外光(deep UV)。此時準分子雷射(excimer laser)的光源就應運而生了，它是利用惰性氣體與鹵素分子混合，藉由電子束的能量激發，而產生深紫外光的波長，如利用氟化氪(KrF)分子產生248奈米、氬化氪(ArF)的193奈米、以及氟氣(F2)的157奈米波長的光源。深紫外光的光源還可以經由重複曝光的方式，將製程的極限推到7~10奈米的線寬。若要更小的線寬，勢必得尋找更短波長的光源，此時極紫外光(extreme UV，13.5奈米波長)的微影機就在眾家引頸期盼下開發出來。
人為的方式所產生的光源有三類：第一類是利用黑體輻射，如愛迪生所發明的白熾燈泡；第二類是同步輻射加速；第三類則是利用原子、分子或半導體中電子能階的躍遷，如LED、雷射二極體或準分子雷射，EUV屬於此類。然而要產生EUV的光源，就需要將原子內層軌域的電子激發出來，再經由電子能階的躍遷而產生，這是個非常艱鉅的工程，也是一台EUV微影機造價超過40億台幣的原因。台積電目前已累計採購了超過30台EUV微影機，超越三星及英特爾的總和。以一個月產5萬片7奈米以下最先進的晶圓廠，需要至少10台的EUV及20台浸潤式193微影機，由此可見投資之巨大，再加上技術的開發，這一切都再再地墊高進入門檻。
由於摩爾定律牽涉到電晶體的密度，因高解析度的 EUV 曝光技術可能是一個解法，以波長為 13.5 奈米 EUV 的導入，推動半導體的奈米進程，另外，從提高電晶體密度作為切入點，例如先進封裝技術等，也可能可以挽救枯竭中的摩爾定律。
微影機在摩爾定律所主導的半導體產業，一直扮演著決定性的角色。微影機顧名思義就是在矽基板上，能夠雕刻出多細的線寬，而這多細的線寬取決於微影機中所使用光源的波長，以及光學系統的設計。光源的波長越短，所雕出來的線寬就越細。EUV微影機被視為是結束摩爾定律的終極武器，也應該是人類所研發出可用於生產製造最精密、複雜且最昂貴的設備了。
微影機的光源坐落於紫外光，波長介於10~400奈米之間。從早期的光源來自於汞燈的g-line及i-line，一旦製程線寬小於100奈米，所使用的光源就進入了深紫外光(deep UV)。此時準分子雷射(excimer laser)的光源就應運而生了，它是利用惰性氣體與鹵素分子混合，藉由電子束的能量激發，而產生深紫外光的波長，如利用氟化氪(KrF)分子產生248奈米、氬化氪(ArF)的193奈米、以及氟氣(F2)的157奈米波長的光源。深紫外光的光源還可以經由重複曝光的方式，將製程的極限推到7~10奈米的線寬。若要更小的線寬，勢必得尋找更短波長的光源，此時極紫外光(extreme UV，13.5奈米波長)的微影機就在眾家引頸期盼下開發出來。
人為的方式所產生的光源有三類：第一類是利用黑體輻射，如愛迪生所發明的白熾燈泡；第二類是同步輻射加速；第三類則是利用原子、分子或半導體中電子能階的躍遷，如LED、雷射二極體或準分子雷射，EUV屬於此類。然而要產生EUV的光源，就需要將原子內層軌域的電子激發出來，再經由電子能階的躍遷而產生，這是個非常艱鉅的工程，也是一台EUV微影機造價超過40億台幣的原因。台積電目前已累計採購了超過30台EUV微影機，超越三星及英特爾的總和。以一個月產5萬片7奈米以下最先進的晶圓廠，需要至少10台的EUV及20台浸潤式193微影機，由此可見投資之巨大，再加上技術的開發，這一切都再再地墊高進入門檻。
超越摩爾定律
TSMC、Intel和Samsung這些大廠其實也注意到其實先進製程的開發複雜度是指數級增加，而當製程的複雜度指數增加時，開發的成本也會大幅提高。有鑑於此，目前的大廠都紛紛在尋找新的方法來延續半導體產業的持續成長，而目前的方向除了進行尺寸微縮的創新以外，系統整合端 / 封裝端的創新是目前TSMC、Intel和Samsung還有很多封裝大廠正在積極佈局的部分。
More than Moore講正的是在這個萬物互連蓬勃發展的時代，各種不同類型的sensor和IoT裝置所觸發的下一個半導體成長動能。根據ITRS，整個半導體產業的發展可以分為兩個部分，一個就是我們提到的Moore’s Law尺寸微縮的部分，另一個就是各種不同型態晶片還有sensor的發展，即More than Moore的部分。
而不止TSMC，這幾年Intel和Samsung也都積極佈局先進封裝。以Intel為例，在最近的Intel Architecture Day 2020，Intel秀出了他們最新的封裝Roadmap。從這個Roadmap我們可以發現，未來的Bump（從晶片接出來的接腳）pitch（接腳到接腳間的距離）會一路從普通封裝的100um左右，Bump density（接腳密度）~100/mm^2，一直發展到現在最新的Foveros製程，其Bump density（接腳密度）變為10倍左右（Bump pitch為25um~50um ＆ Bump density ~1000/mm^2），大幅度增加接腳的數量。而未來的Intel更計畫微縮Bump pitch到小於10um（Bump density>10000 /mm^2），這也揭示了， 不管是TSMC、Intel或其他封裝廠，都已經注意到這個系統尺度的趨勢而且早就積極佈局了。
而從上面TSMC和Intel的例子也可以發現，半導體製程上面的進展，已經從單純專注在尺寸微縮的Moore’s Law，到整合不同種類晶片Sensor的More than Moore。這上面的競爭已經從單純Moore’s Law單線的競爭，一直延伸到系統整合層面的競爭了。順帶一提，大家可以注意一下，這樣子的趨勢接下來也會影響到IC載板或PCB產業的產業格局。
More than Moore講正的是在這個萬物互連蓬勃發展的時代，各種不同類型的sensor和IoT裝置所觸發的下一個半導體成長動能。根據ITRS，整個半導體產業的發展可以分為兩個部分，一個就是我們提到的Moore’s Law尺寸微縮的部分，另一個就是各種不同型態晶片還有sensor的發展，即More than Moore的部分。
而不止TSMC，這幾年Intel和Samsung也都積極佈局先進封裝。以Intel為例，在最近的Intel Architecture Day 2020，Intel秀出了他們最新的封裝Roadmap。從這個Roadmap我們可以發現，未來的Bump（從晶片接出來的接腳）pitch（接腳到接腳間的距離）會一路從普通封裝的100um左右，Bump density（接腳密度）~100/mm^2，一直發展到現在最新的Foveros製程，其Bump density（接腳密度）變為10倍左右（Bump pitch為25um~50um ＆ Bump density ~1000/mm^2），大幅度增加接腳的數量。而未來的Intel更計畫微縮Bump pitch到小於10um（Bump density>10000 /mm^2），這也揭示了， 不管是TSMC、Intel或其他封裝廠，都已經注意到這個系統尺度的趨勢而且早就積極佈局了。
而從上面TSMC和Intel的例子也可以發現，半導體製程上面的進展，已經從單純專注在尺寸微縮的Moore’s Law，到整合不同種類晶片Sensor的More than Moore。這上面的競爭已經從單純Moore’s Law單線的競爭，一直延伸到系統整合層面的競爭了。順帶一提，大家可以注意一下，這樣子的趨勢接下來也會影響到IC載板或PCB產業的產業格局。
摩爾定律成本優勢？
報告指出，台積電憑藉商業化“摩爾定律”，取得極大成功，帶動過去長時間的本益比擴張，但5nm製程後的資本支出強度會更高，先進製程晶圓代工的投資回報率（ ROI）出現結構性下滑。
大摩認為，根據3nm晶圓的初步定價，成本不會進一步下降，摩爾定律的成本優勢已經結束。替代技術（例如先進的3D封裝）也可以達到提升芯片性能，可能削弱市場對3nm、2nm製程的一些需求。
因此，鑑於先進製程ROI下降，台積電在半導體上行週期中維持50％毛利率已不容易，且萬一產業進入下行週期，投資者或還將重新思考台積電長期營運成長預期。
當然這些評論是假設台積電在現行報價基礎上成本及價格沒辦法有所突破，但若以先進製程可以漲價的角度那就又另當別論
大摩認為，根據3nm晶圓的初步定價，成本不會進一步下降，摩爾定律的成本優勢已經結束。替代技術（例如先進的3D封裝）也可以達到提升芯片性能，可能削弱市場對3nm、2nm製程的一些需求。
因此，鑑於先進製程ROI下降，台積電在半導體上行週期中維持50％毛利率已不容易，且萬一產業進入下行週期，投資者或還將重新思考台積電長期營運成長預期。
當然這些評論是假設台積電在現行報價基礎上成本及價格沒辦法有所突破，但若以先進製程可以漲價的角度那就又另當別論
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