摩爾走了，但摩爾定律長存

“集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔兩年便會增加一倍。” 這就是著名的“摩爾定律”。

這一著名論斷自1965年提出之后，已見證了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的狂飆式發(fā)展，并在不斷地被證實(shí)中成為了行業(yè)發(fā)展的范式。

近年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展趨近物理極限，摩爾定律放緩甚至終結(jié)的說法不斷地在業(yè)界引發(fā)爭論。

就連戈登·摩爾本人也在2015年表示： “摩爾定律不會永遠(yuǎn)有效，但如果良好的工程技術(shù)得到應(yīng)用，那么摩爾定律仍可以堅(jiān)持 5 到 10 年時間。 ”

如今，斯人已逝，我們唯有追尋摩爾定律的光芒，聊表緬懷。

摩爾定律的變遷

1959年，一位計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)先驅(qū)，美國工程師與發(fā)明家道格拉斯·恩格爾巴特研究了集成電路的發(fā)展趨勢，并在文章“微電子學(xué)和相似藝術(shù)”中發(fā)表了他的研究結(jié)果。

道格拉斯·恩格爾巴特（2008年）

1960年， 恩格爾巴特在當(dāng)年的國際固態(tài)電路會議上介紹了他的發(fā)現(xiàn)。本文的主角戈登·摩爾也出席了會議。這可以算是最早關(guān)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)趨勢的洞察。

戈登·摩爾（2008 年）

1965年，時任仙童半導(dǎo)體擔(dān)任研發(fā)總監(jiān)的戈登·摩爾應(yīng)邀為《電子》雜志的三十五周年紀(jì)念刊撰稿《 將更多組件塞進(jìn)集成電路 》，預(yù)測未來十年半導(dǎo)體元件行業(yè)的未來。

"……最低組件成本的復(fù)雜性以每年大約兩倍的速度增加。當(dāng)然，在短期內(nèi)，即使不增加，也可以預(yù)期這一速度將繼續(xù)下去。 從長遠(yuǎn)來看，增長率有點(diǎn)不確定，盡管沒有理由相信它至少在 10 年內(nèi)不會保持幾乎不變。”

由上面的內(nèi)容可見，摩爾對這一發(fā)展趨勢的預(yù)測是相對比較謹(jǐn)慎的。 這一論斷最后被簡化描述為： “ 導(dǎo)體芯片上集成的晶體管和電阻數(shù)量將每年增加一倍。 ”

此時，這個說法還沒有那么廣為人知。因此摩爾還可以根據(jù)發(fā)展趨勢對此判斷來做出修正。

1975年，在IEEE國際電子設(shè)備會議上，摩爾修改了他的預(yù)測率：半導(dǎo)體的集成度將繼續(xù)每年翻一番，但到1980年左右，之后它將下降到大約每兩年翻一番的速度。

此時，摩爾已是英特爾的副總裁，“摩爾定律”也已經(jīng)很接近它的最終形態(tài)了。

同年，摩爾的同事，英特爾高管大衛(wèi)·豪斯指出，從“晶體管數(shù)量每 2 年翻一番”這一定律可以推算出，在功耗不增加的前提下，計(jì)算機(jī)芯片性能大約每 18 個月翻一番。

于是，摩爾定律就被傳播為：

之后不久，加州理工學(xué)院教授卡弗·米德推廣了“摩爾定律”一詞。摩爾定律自此被業(yè)界廣泛接受，并成為了各個廠商普遍追求的目標(biāo)。

多年來，在英特爾的帶領(lǐng)下，各大半導(dǎo)體廠家在激烈的競爭中爭先恐后，你追我趕，讓摩爾定律從預(yù)測變成了現(xiàn)實(shí)。

因此，摩爾定律也被叫做：“自我實(shí)現(xiàn)的預(yù)言”。

自我實(shí)現(xiàn)的預(yù)言

摩爾本人對于摩爾定律的廣為流行都感到驚訝：“摩爾定律違背了墨菲定律”。

毫無疑問，這個指數(shù)增長的趨勢是不可能持續(xù)的，即使在短期內(nèi)符合預(yù)期，在長時間尺度上也終究會隨著物理極限的逼近而失效。

摩爾對此看得很清楚：“能在正確的時間出現(xiàn)在正確的地點(diǎn)太好了，我很幸運(yùn)能參與半導(dǎo)體行業(yè)的起步階段，有機(jī)會同行業(yè)一起成長。我們經(jīng)歷了從不能制造單個硅晶體管，到把 17 億硅晶體管放在一塊芯片上的時代，這是一次非凡的旅程！”

正是在半導(dǎo)體行業(yè)起步階段這個背景下，摩爾定律才有生效的時間和機(jī)會。

因?yàn)橄嘈牛源嬖凇Ｄ柖墒墙?jīng)驗(yàn)法則，是自我實(shí)現(xiàn)的預(yù)言，描述的是人們付出努力所獲得的結(jié)果，體現(xiàn)的是主觀能動性。

摩爾定律相當(dāng)于給了半導(dǎo)體行業(yè)在不斷廝殺中一個不斷將自身向前推進(jìn)的發(fā)展目標(biāo)。跟上了這個目標(biāo)，企業(yè)就能在技術(shù)上領(lǐng)先，在成本上有優(yōu)勢，在市場上占得有利地位。

因此，摩爾定律得以長期有效，除了時代的浪潮之外，其根本原因在于人們的創(chuàng)造力。不努力，就不會有摩爾定律，就不會有持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步和成本的降低。

摩爾定律，也相當(dāng)于英特爾的精神旗幟。

因此，當(dāng)英偉達(dá)等競爭對手認(rèn)為，隨著芯片制造領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步放緩，摩爾定律已不再適用時，英特爾回復(fù)到：“ 摩爾定律還活得很好 ”。

“在窮盡元素周期表之前，摩爾定律都不會失效，英特爾將持續(xù)利用硅的神奇力量不斷推進(jìn)創(chuàng)新。”

斯人已逝，定律長存

2023年3月25日，戈登·摩爾平靜地離開了這個世界，但摩爾定律對這個世界的影響是永存的。

英特爾 CEO 帕特·基辛格在官方新聞稿中這樣評價戈登·摩爾：

戈登·摩爾通過他的洞察力和遠(yuǎn)見定義了技術(shù)行業(yè)。他在揭示晶體管的力量方面發(fā)揮了重要作用，并激勵了技術(shù)人員和企業(yè)家數(shù)十年。我們在英特爾仍然受到摩爾定律的啟發(fā)，并打算在元素周期表耗盡之前追求它。 摩爾的愿景作為我們的真正方向，我們利用技術(shù)的力量改善每個地球人的生活。我的職業(yè)生涯和我的生活的很大一部分都是在摩爾在英特爾的領(lǐng)導(dǎo)下形成的，我感到非常榮幸和責(zé)任重大，要繼承他的遺產(chǎn)。

近期，OpenAI公司CEO，“C hatGPT”之父山姆·奧特曼在社交媒體上發(fā)文稱，新版摩爾 定律要來了，全球人工智能運(yùn)算量每隔18個月翻一番。

然而，在這龐大的AI運(yùn)算量之下，底層依舊是由半導(dǎo)體芯片構(gòu)建的算力網(wǎng)絡(luò)。

隨著AI的爆發(fā)，我們對算力的需求將呈指數(shù)增長，原先的摩爾定律即便仍然有效也將力不從心，業(yè)界呼喚創(chuàng)新帶來的新動能。

斯人已逝，定律長存。這既是我們對往昔的追憶，更是我們對未來的期許。