從技術角度來說，隨著矽片上電路密度的增加，其復雜度和出錯率也將呈指數級增長，同時對芯片進行全面徹底的測試幾乎是不可能的。壹旦芯片上的線條寬度達到納米量級(10-9米)，相當於只有幾個分子的大小，在這種情況下，材料的物理化學性質就會發生質變，導致使用當前工藝的半導體器件失效，摩爾定律也就走到了盡頭。
從經濟學的角度來看，如摩爾第二定律所述，如果壹個芯片廠的建造成本為20-30億美元，那麽當縮減到0.1微米時，線尺寸將飆升至100億美元，這比壹個核電站的投資還多。越來越多的公司因無力承擔資金而退出了芯片行業。
物理學家加來道雄是紐約城市大學的理論物理學教授。他在2012的采訪中表示，摩爾定律在稱霸芯片行業47年後，正在逐漸瓦解。這對計算機處理會有很大的影響。未來十年左右，摩爾定律將崩潰，計算能力僅靠標準矽材料工藝無法保持快速的指數級增長。加來道雄說，摩爾定律失效的兩個主要原因是高溫和漏電。這也是矽材料壽命終結的原因。加來道雄說，這與摩爾定律的最初預測大相徑庭。科學家應該能夠繼續挖掘矽元件的潛力，從而在未來幾年保持摩爾定律的生命力；但在3D芯片等技術耗盡潛力後，就會達到極限。各個領域的科學家和行業分析師已經預言了摩爾定律的失敗。然而，研究人員也提出，由於芯片結構和組件的不斷改進，摩爾定律在今天仍然有效。就連號稱“基於摩爾定律”的英特爾公司也宣布，隨著采用納米線等技術的新型晶體管逐漸取代傳統半導體晶體管，已經進入“大叔”級別的摩爾定律不會繼續引領電子設備的發展。
基於摩爾定律的這種情況，業界提出了“超過摩爾”(簡稱MTM)，試圖從更多的途徑來維持摩爾定律的發展趨勢，從摩爾定律“更多更快”到MTM“更好更全面”。摩爾定律是在邏輯和存儲器集成電路的發展中提出並得到驗證的，而MTM適用於更多類型的集成電路，如模擬、射頻、圖像傳感器、嵌入式DRAM、嵌入式FLASH、MEMS、高壓等。通過改變基本的晶體管結構(SOI、FIN-FET)、各種電路的兼容技術、高級封裝(圓片級封裝、SiP、3D多芯片封裝)等技術，壹個芯片上的系統可以支持越來越多的功能，也可以降低芯片的成本，提高電路的等效集成度。