當工程師戈登·摩爾提出摩爾定律的時候，電腦還像冰箱那樣笨重。然而，這條定律最終成為了整個硅谷的基石。以新 CPU 的發明年份為橫軸，CPU 可容納晶體管數目的對數為縱軸作圖，所有的點近似成一條直線，意味著晶體管數目隨年份呈指數變化，每兩年翻一番。

　　                                       硅谷 50 年：摩爾的奇跡

　　當工程師戈登·摩爾提出摩爾定律的時候，電腦還像冰箱那樣笨重。然而，這條定律最終成為了整個硅谷的基石。

　　摩爾當時 36 歲，是仙童半導體公司的研發主管。他在一本行業雜志上發表了篇文章，稱在未來的 10 年內計算機芯片的復雜度每年都會翻一番，而不需要附加成本。1975 年，根據工業的研究進展，他把自己的預測更改為每兩年翻一番。

　　而在這過去的 50 年中，芯片制造商大量涌現，整個硅谷由此而生，無疑是對他的話的最好證明。

　　“摩爾定律就是硅谷的脈搏，它帶領著硅谷以史詩般的速度前進，并成為全世界的先驅。”技術顧問 Rob Enderle 如是說。

　　摩爾的預測迅速地變成了芯片公司們的金科玉律：忽視摩爾定律的公司紛紛被淘汰，緊隨它的公司則越來越強大富有——摩爾本人參與建立的英特爾公司(Intel)就是其中之首。

　　多虧有了摩爾定律，我們今天才能把智能手機放在口袋或錢包里，今天智能手機的性能比 1965-1995 年里最大的電腦還要強勁。沒有摩爾定律就沒有超薄筆記本電腦，也不可能產生足以繪制整個基因組、或是設計復雜藥物的高性能計算機。流媒體視頻、社交媒體、搜索功能、云——沒有摩爾定律，這些都不可能產生。

　　“摩爾定律是整個信息時代的驅動力，”著名高速存儲器生產開發商蘭巴斯公司的首席科學家 Craig Hampel 說，“沒有摩爾定律，就沒有如今廉價的處理器，如今硅谷 99% 的公司也就不會存在了?！?/p>

　　要么跟隨摩爾定律，要么就死

　　1964 年，《電子學》雜志邀請摩爾為他們 1965 年 4 月刊寫一篇文章，討論集成電路的未來。

　　集成電路是承載著很多小“開關”(即晶體管)的硅片，它是數字時代的基本構件。集成電路上能承載的晶體管越多，就意味著它們的性能越好。

　　摩爾觀察了半導體制造業中晶體管逐漸小型化的趨勢，發現每隔固定的一段時間集成電路上的晶體管數目就能加倍。他找了張坐標紙，畫了一條線代表每張芯片上晶體管的數量，這條線像導彈一樣直升而上，在至少 10 年內每年都能翻番。

　　在那一瞬間他明白了接下來會發生什么，哪怕別的人對此還無知無覺。

　　在文章中他寫道：“集成電路會帶來一系列的奇跡：家用計算機(或者是連接到中央計算機的終端)、汽車自動控制系統，以及便攜的通訊設備。”

　　加州理工學院教授 Carver Mead 把這條定律命名為摩爾定律。隨著各大公司爭相生產最強勁的芯片，摩爾定律逐漸成了鑒定芯片公司能否存活的標志：要么每年把芯片上的晶體管數提高一倍，要么就死。

　　如今已 86 歲的摩爾在接受英特爾公司的采訪時說：“一開始我只是想記錄一下集成電路的發展歷史，沒想到它漸漸受到業內各大公司認可，每個公司都得想辦法達到這樣的速度，落后就要挨打?！?/p>

　　摩爾定律也降低了電子設備的價格。隨著科技的進步，把越來越多的晶體管做到芯片里也不再昂貴。若非如此，現在集成電路也只是軍方和有錢人才能擁有的產品。英特爾的第一代微處理器(又叫單片機)包含 2 300 個晶體管，價格超過 500 美元;而現在的英特爾酷睿 i5 處理器包含超過 10 億個晶體管，價格才 276 美元。

　　“那才是我的真正目標：告訴大家我們的技術能讓電子設備越來越便宜?！蹦栒f。

　　而摩爾定律所涉及的領域，遠遠不止個人科技產品。

　　“摩爾定律最神奇之處并不是它帶來了 iPhone，”加州圣克拉拉市 VLSI Research 公司的G. Dan Hutcheson 說，“在最近的 20 年里，每開發出一種新藥都需要計算機來對分子進行模擬。如果沒有計算技術的幫助，我們絕無可能合成這么多藥物，DNA 分析、基因組學也都不會存在——你根本就沒法做基因檢測。這一切歸根結底都是晶體管的功勞?！?/p>

　　Hutcheson 認為，摩爾的這個預測并不僅僅是一個“自我實現的預言”。他已經預見到隨著時間推移，光學、化學和物理學會通力合作，在不提高附加成本的情況下把晶體管變得越來越小。

　　摩爾定律還能撐多久?

　　當晶體管小到如今的程度，遵守摩爾定律就越來越困難了。

　　10 年之前，晶體管尺寸的縮小帶來了過熱的問題，導致每一代新芯片出現時性能不再有顯著的提升了。對此，公司采取了“多核計算機”的方法來應對，即往每臺電腦中裝多個處理器。

　　“很多人也開始在硅芯片上尋找其他新方法來提高性能，以延續摩爾定律的預言。”這是 IBM 阿爾馬登研究中心的科學技術主任 Spike Narayan 說的。

　　在一年半之前，更糟糕的事情發生了：連接晶體管的導線越來越細，以至于它們的電阻過大，無法承載足夠的電流。Narayan 說，“這可真是個大問題?！?/p>

　　“所以現在的材料研究和創新才這么熱——大家都在尋找新的材料和結構用來制造芯片呢。”

　　而阻擋摩爾定律的另外一個因素，就是芯片縮小，它們消耗的能量也隨之上升?！皹O光”(Aurora)超級計算機的首席設計師 Alan Gara 也說：“我們最大的挑戰就是能效問題?！痹摮売嬎銠C是英特爾公司為芝加哥附近的阿爾貢國家實驗室而造的。

　　英特爾表示，他們已經找到一種新的途徑，以在接下來的 10 年里延續摩爾定律所預言的增長。英特爾公司的資深研究者 Mark Bohr 說，下一代處理器正處于“完整開發模式”，Bohr 帶領的團隊正是決定每一代英特爾芯片如何制造的那一群人。Bohr 正在緊鑼密鼓開發的下一代芯片，其中的晶體管已經縮小到了 7 納米——要知道人類頭發的平均直徑足有 25 000 納米。

　　加州大學伯克利分校的電子工程與計算機科學家胡正明(Chenming Hu)說，摩爾定律所預言的指數增長到某個時間點必定會放緩。他是一代晶體管結構設計的領軍人物，也為摩爾定律的延續作出了貢獻。

　　“公司為了掌握更高的市場份額、擊敗競爭對手，必須要拼命把產品性能翻一番甚至翻兩番，這些都是可以理解的，也正是他們的努力使得電子產業取得了如此的高速發展?！焙髡f，“然而，沒有哪一種指數增長是可以一直延續下去的?！?/p>

　　胡正明表示，很可能從某一個時間點開始，每兩年翻一番的速度就會放緩到每四年到五年翻一番。

　　“而那可能是個更好的結果——與其燦爛無比又一閃而逝，穩定而緩慢的增長顯然是更好的?！?/p>