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在短短半個多世紀的時間裡，矽晶片上的電晶體數量已從僅僅一個增長到近十億個——這一成就被譽為摩爾定律。透過極大地增強數字機器處理數字、執行邏輯運算和儲存資料的能力，這種前所未有的製造成功為我們的日常生活帶來了革命性的變化，同時催生了地球上最大和最具影響力的產業之一。
在未來十年到十五年內，隨著越來越多的電晶體被封裝到矽積體電路 (IC) 上，最小的晶片特徵尺寸將縮小到接近分子尺度。即使是最樂觀的 IC 支持者也認為，要達到矽電晶體的最終執行極限，即功能特徵的長度約為 10 奈米 (nm)，或約 30 個原子長，也需要進行重大創新。尋找可以進一步縮小計算裝置尺寸的替代技術對於保持技術進步至關重要。但是，由於矽 IC 令人驚歎的成功記錄，任何繼任者的效能門檻都非常高，因此至少需要十年時間才能開發出在需要時可用的候選技術。