摩尔定律创造者去世，他曾如何引领计算机革命？

李垚

摩尔定律定义信息技术的进步

3月24日，英特尔公司和“戈登与贝蒂·摩尔基金会”宣布，戈登·摩尔去世，享年94岁。

英特尔首席执行官帕特·基尔辛格说：“戈登·摩尔通过他的洞察力和愿景定义了技术行业。他在晶体管的力量方面发挥了重要作用，并激励了几十年的技术人员和企业家。我们英特尔仍然受到摩尔定律的启发，并打算追求它，直到元素周期表用尽。”

摩尔在他1965年撰写的一篇文章中观察到，由于技术的进步，自集成电路被发明以来，微芯片上的晶体管数量每年大约翻一番，他对这一趋势将持续下去的预测被称为“摩尔定律”，后来修正为“每两年”，帮助推动英特尔与其竞争对手芯片制造商积极瞄准研发资源，这一经验法则成为现实。

该定律成为许多工业对于处理器性能预测的基础，从1971年推出的第一个4004的2300个晶体管增加到奔腾II处理器的750万个。由于高纯硅的独特性，集成度越高，晶体管的价格越便宜，这样也就引出了摩尔定律的经济学效益，在20世纪60年代初，一个晶体管要10美元左右，但随着晶体管越来越小，直小到一根头发丝上可以放1000个晶体管时，每个晶体管的价格只有千分之一美分。

据有关统计，按运算10万次乘法的价格算，IBM704电脑为1美元，IBM709降到20美分，而20世纪60年代中期IBM耗资50亿美元研制的IBM360系统电脑已变为3.5美分。在之后的岁月，芯片以指数级的速度变得更高效、更便宜，帮助推动了半个世纪以来世界上大部分的技术进步，不仅让个人电脑普及，也让互联网和硅谷巨头如苹果、脸书和谷歌公司崛起。

戈登·摩尔的生平

戈登·摩尔于1929年1月3日出生于旧金山，他在旧金山南部的沿海小镇佩斯卡德罗长大，他的父亲沃尔特是那里的副警长，他母亲佛罗伦萨·阿尔米拉·摩尔的家人经营着一家杂货店。

摩尔大学就读于圣何塞州立学院（现为圣何塞州立大学），在那里他遇到了新闻系学生贝蒂·惠特克，于1950年结婚。同年，他在加州大学伯克利分校完成了本科学习，获得了化学学位。1954年，他在加州理工学院获得了化学博士学位。

他申请的第一份工作是在陶氏化学公司担任经理，此后在巴尔的摩约翰霍普金斯大学的应用物理实验室任职。1956年，摩尔先生与晶体管的共同发明人威廉·肖克利一起在贝尔实验室的西海岸分部工作，这是一家制造廉价硅晶体管的初创公司。

此后，摩尔开始在半导体行业一展身手，他和集成电路的发明者罗伯特·诺伊斯曾一起加入大名鼎鼎的仙童半导体公司，后又于1968年退出该公司，联合创办英特尔公司，致力于开发计算机芯片。

在1965年提出摩尔定律的理论后，他后来添加了两个推论：不断发展的技术将使计算机的制造成本越来越高，但消费者为它们支付的费用会越来越低，会令个人电脑销售猛增。凭借计算机处理器的崛起，英特尔在20世纪80年代中期对日本的半导体竞争中夺回了计算机数据处理领域的领先地位。到上世纪90年代，英特尔已将其微处理器应用于全球80%的计算机中，成为历史上最成功的半导体公司。

而这些大部分的业绩都发生在摩尔先生的监督下。他从1975年到1987年担任首席执行官，之后安德鲁·格罗夫接替他，并一直担任董事长直到1997年。

摩尔定律还能维持多久

摩尔定律问世至今已经50多年了，半导体芯片制造工艺水平一直高速发展。人们不禁要问：这种令人难以置信的发展速度会无止境地持续下去吗？要知道，物理芯片上元件的几何尺寸总不可能无限制地缩小下去，这就意味着，总有一天，芯片单位面积上可集成的元件数量会达到极限。

从技术的角度看，随着硅片上线路密度的增加，其复杂性和差错率也将呈指数增长，一旦芯片上线条的宽度达到纳米数量级时，相当于只有几个分子的大小，这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化，致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作，摩尔定律也就要走到它的尽头了。

根据近期微处理器架构报告显示，自2010年左右以来，整个行业的半导体进步速度已低于摩尔定律预测的速度。许多半导体行业已将其重点转移到主要计算应用的需求上，而不是半导体缩放。虽然台积电和三星都鼓吹3nm、4nm工艺将落地，但实际上台积电的初代3nmN3工艺，就因为成本问题不被英特尔、苹果公司采用，只能延缓量产的時间，而三星的3nm虽然没有延迟，但良品率仅为15%～20%。

从经济的角度看，目前用20亿～30亿美元可以建一座芯片厂，但当芯片尺寸继续缩小时，建厂成本将猛增至100亿美元，比一座核电站投资还大，这足以劝退许多科技企业。摩尔定律要再维持十年的寿命，绝非易事，摩尔生前评论摩尔定律不可避免的终结时候也表示：“它不可能永远持续下去。”