摩尔定律最终的失效是不可避免的——至少对于硅工艺如此。为了在一块微芯片上塞进更多硅晶体管而进一步缩小其尺寸将变得不可能，或者至少太过昂贵。研究员期望着有一天开发出替代材料，比如砷化镓、石墨，和碳纳米管。希望这些材料制造的晶体管能比硅制晶体管更小、更快、能效更高。“我们需要向工具箱里添加更多的材料，”英特尔部件研发主任迈克尔•马布里（Michael Mayberry）说。

　　小图所示的逻辑门基于碳纳米管制造。延伸于电路走线之间隐约可见的垂直线段就是纳米管。

　　挑战之一在于如何使这些材料适用于原本为硅构建的生产设备，这对芯片制造商来说意味着数十亿的投资。英特尔就是其中之一，它已经开发出了专业技术用于制造化合物半导体，比如砷化镓，运行速度比硅更高，而所需电压更低。但砷化镓很脆，所以由它制造出的设备很难大批量生产。英特尔试图将该材料薄膜覆盖在硅晶圆表面来解决这个问题，希望通过添加少量高性能砷化镓元素来改善硅芯片的性能。

　　其他有望取代硅的选手都是基于碳的。在二月份，IBM用石墨薄膜，一种只有一个原子厚度的碳网，制造出了晶体管；它比硅晶体管快很多，开关的速率可达100GHz。关键是，IBM的研究员们采用一种制造方便的流程在晶片上建立了这种晶体管的阵列。然而，这些石墨晶体管仍比硅晶体管大不少，而且目前还没有由它们制成的集成电路。

　　研究员们还在研究由碳纳米管制造晶体管。如石墨薄膜晶体管一样，它们很快，不过小很多。斯坦福大学的科学家们正在开发基于圆柱形碳分子组装三维集成电路的技术。

　　目前尚不确定什么材料将取代硅。不过这个曾经一统天下的材料看起来已经太脆弱、太耗能、太昂贵了，无法永远驱动我们的计算机。