尽管如此，上述两大措施的结合，还是保证了制造商在发展进度上跟上了摩尔定律，现在的问题是，到2020年，当微电路缩小到会受到量子效应影响的时候会发生什么情况？下一步会是什么样子？“我们还没有解决方案，”参与制作新的行业规划蓝图的一名工程师陈安（音译）表示。
对此，行业内并不是没有想法，一种可能是去发展完全新的范式，比如量子计算，或者神经形态计算（neuromorphic computing），前者对于某些计算有潜力达到指数级的提升，后者则是模拟大脑神经元的计算和处理方式。但是，这两种范式目前仍还都存在实验室研究阶段，而且很多研究人员认为，量子计算只对某些特定领域有优势，而处理日常任务仍然是电子计算更优。“想想吧，用量子计算去记账是什么概念？” 加州伯克利劳伦斯国家实验室的负责人约翰·莎尔福（John Shalf）说。
寻找其他材料
如果一定要保留电子计算的范式，也有办法，那就是寻求一种“毫伏开关”——一种在计算速度上不亚于硅晶片，但发热量显著低于硅的材料。可行的方案包括了2D类石墨烯复合材料到自旋电子材料（spintronic materials ），后者可以通过让电子快速旋转来进行计算（现在的硅材料是电子发生移动来计算）。“当你跳出现有的技术的限制，就会发展可供研究开发的领域非常多。”半导体研究联合体（Semiconductor Research Corporation，src）的物理学家托马斯·西斯 （Thomas Theis）表示。
然而，这些方案目前也都仅限于实验室研究阶段，目前行业里仍未找到可以完全替代硅的材料，于是，不少研究人员开始在保留硅材料的前提下想办法，也就是从架构的角度将硅材料以全新的方式进行配置，比如走向3D：既然可以将电路蚀刻到硅平面的表面，为何不试试打造成“摩天大楼”，将表面已经蚀刻进电路的薄硅片堆积起来呈立体的形状？然而，现实中，这种方式目前只能用于纯存储类芯片，因为存储类芯片不存在发热过度的问题，它们的电路只在与存储单元（ memory cell ）接触的时候才产生能耗，而这种接触发生的并不多。目前存储芯片的一些设计就采用了这种方式，比如已经被三星、美光科技使用的“混合存储立方体”（Hybrid Memory Cube，类似“夹心饼干” ）设计，就是将多层存储硅晶片堆起来。
微处理器要做成3D的难度就大很多，将一层又一层的发热物体堆积起来，只会让它们变得更热，一种解决方案是将存储和微处理器芯片完全分开，至少可以分走50%的热量（虽然在两者之间传递数据依然会产生新的热量），将它们在纳米级别上一层一层堆起来做成3D。
