半导体先驱戈登·摩尔和他的摩尔定律

2023年3月24日，戈登·摩尔与夏威夷的家中在亲友的陪同下停止了呼吸，享年94岁。作为半导体行业的奠基人，英特尔的联合创始人，也许您不了解戈登·摩尔先生传奇的一生，但是您一定听说过，那个影响了半导体行业半个多世纪的“预言”——摩尔定律，即：未来集成电路上的晶体管每18个月就能翻一番。单个晶体管的价格会持续下降，芯片计算能力会越来越强。

在如今，对于摩尔定律是否已经过时的讨论已经充满了整个互联网，这篇文章想带领各位读者来回顾一下戈登·摩尔先生非凡的一生，和他的摩尔定律对于整个半导体行业的巨大影响。

戈登·摩尔的传奇一生

1929年1月3日，戈登·摩尔出生在加州旧金山的佩斯卡迪诺一家平凡且普通的人家，父亲是一位政府的小官员，而母亲则只有中学学历，早早地做了家庭主妇。但很快摩尔就展现出了他对于化学的浓厚兴趣，邻居家的孩子在圣诞节收到了一个启蒙用的化学小装置，面对这个装有许多真正化学试剂的小实验台，小摩尔着了迷，整天跑到邻居家里去，研究这些小东西，他开始想成为一个化学家。很快，在高中毕业后成绩很好的戈登·摩尔进入了著名的加州大学伯克利分校的化学专业，实现了自己的少年梦想。1950年，摩尔获得了学士学位，接着他继续深造，于1954年获得物理化学博士学位。

几年之后，在诺贝尔将获得者威廉·肖克利的邀请下，戈登·摩尔作为一名化学专家加入了肖克利半导体公司，从此摩尔决定不在进行那些虚无缥缈的化学理论研究，他开始考虑理论的最终落地，先要做出一点真正可以改变这个世界的应用。事实证明，摩尔的选择是正确的，在肖克利半导体公司的摩尔虽然没有做出什么惊天动地的大成就，但是，在这里他结实了自己一生最好的合作伙伴，罗伯特·诺伊斯。有小道消息称，肖特利虽是天才一般的科学家，但是在管理上缺一窍不通，员工们很难与其相处，一年之中，实验室没有研制出任何像样的产品。

于是在1957年，罗伯特·诺伊斯带头，带着戈登·摩尔和公司里意气相通的其他6个人，一同向肖克利递交了辞职书，肖克利怒不可遏地骂他们是“八叛逆”，但是这八个年轻人还是义无反顾地离开了他们的“伯乐”，成立了之后将影响整个半导体产业的仙童半导体公司。

著名的硅谷“八叛徒”。左一为戈登·摩尔，左四为罗伯特·诺伊斯

1965年，摩尔在杂志《Electronics》上畅想未来，提出了影响半导体行业小60年的著名“预言”，即，未来集成电路上的晶体管每18个月就能翻一番。单个晶体管的价格会持续下降，芯片计算能力会越来越强。

在1968年，摩尔和诺伊斯离开仙童半导体公司创办了存储芯片公司，这个全新的公司在不久之后被命名为英特尔（Intel）。直到1975年，摩尔一直担任英特尔公司的执行总裁，从1979年到1987年，摩尔担任该公司董事长兼首席执行官，直到1997年他一直担任董事长。摩尔在位期间，同罗伯特·诺伊斯一起带领工程师发明了微处理器，世界第一个微处理器4004，到90年代的英特尔奔腾系列，英特尔在戈登·摩尔的领导下，无疑走在了正确的道路上，确立了自己CPU的巨人地位。对于上个世纪这场个人计算机工业萌芽并获得了飞速的发展，戈登·摩尔无疑是这场伟大变革的最大推动者和胜利者。

2005年，摩尔在接受采访时回忆这段经历时说道：“能在正确的时间出现在正确的地方真是太好了。我很幸运能够在半导体行业处于起步阶段时进入这个行业。而且我有机会，从我们无法制造单个硅晶体管的时代，成长到将17亿个硅晶体管放在一个芯片上的时代！这是一次非凡的旅程。”

戈登·摩尔晚年致力于慈善事业，以他与妻子之名成立的戈登与贝蒂·摩尔基金会投入数十亿美元，长期支持环境保护、患者护理和科学发现。但戈登·摩尔留给世人的遗产，远不止于此。

摩尔定律对于半导体事业的重大影响

准确来说，摩尔定律不应该被称为一种“定律”，它并不是一项物理发现，它是一个人为设定的目标。其数学本质是指数，而摩尔定律的初衷是预测而非约束。在2008年，摩尔先生在接受采访的时候也坦诚地说到：“我只是想传达这个信息，即通过在芯片上放越来越多的东西，我们将让所有电子产品越来越便宜。”

但是，在客观上，对于整个行业来说，其实是非常残酷的，意味着英特尔要以指数的速度发展，不断前进，才能立足于半导体的武林。要么被别人淘汰，要么自己淘汰昨天的自己。有人说，摩尔定律是行业发展的节拍器，指挥整个行业一往无前，但是在上个世纪的背景下，与其说是节拍器，倒不如说是一台不断向前的压路机，跟不上摩尔定律的公司，就会被无情的压入历史的公路之下，成为后人前进的垫脚石。但是另一个方面来讲，摩尔定律被视为半导体产业发展的指导原则，推动了科技行业的快速增长。几十年来，摩尔定律一直被认为是科技进步的主要动力之一，对于计算机、通信和消费电子等行业产生了深远的影响。

而到了如今这个节点，随着工艺制程逐渐开始逼近物理极限，关于摩尔定律是否还能继续存在的讨论日渐激烈，对此，摩尔先生在2015年接受采访时就坚定的表示：“摩尔定律不会永远有效，但如果良好的工程技术得到应用，那么摩尔定律仍可以坚持 5到 10 年时间。”

对此持不同意见的是英伟达CEO黄仁勋先生，他曾在多个场合公开表示“摩尔定律已经结束”这一观点。他指出，摩尔定律过去是每 5 年增长 10 倍，每 10 年增长 100 倍。而如今，摩尔定律每年只能增长几个百分点，每 10 年可能只有 2 倍。因此，摩尔定律结束了。但是笔者想说的是，不论半导体行业摩尔定律失效与否，其影响已经渗透到了大部分信息技术行业。

有源源不断各种“类摩尔定律”被提出，就比如，推出了ChatGPT的OpenAI，其首席执行官Sam Altman，最近提出了“一个新版本摩尔定律”：“宇宙中的智能数量将在每18 个月后翻一番。”

甚至在量子领域，摩尔定律也被延续了下去，IBM 在 2019 年提出，量子计算机实现的量子体积，将每年增加一倍。

总结来说，摩尔定律失效与否，笔者认为并不重要，摩尔定律最大的意义是鞭策科技前进，让无数科技公司愿意攀登无人登顶的科技巅峰。有了戈登·摩尔的珠玉在前，无数行业诞生了自己的摩尔定律，这才是重要的事儿：为行业提供升级的动力。戈登·摩尔一生追求创新、对科技的进步永葆热情，这影响着硅谷乃至全世界的科学家和工程师，并在无形之中指导着他们的思想和行动。在笔者看来，这才是他留给世人最重要的贡献。