摩尔走了，但摩尔定律长存
来源:中科院半导体所发布时间:2023-03-261946浏览
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“集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔两年便会增加一倍。”这就是著名的“摩尔定律”。这一著名论断自1965年提出之后，已见证了全球半导体产业的狂飙式发展，并在不断地被证实中成为了行业发展的范式。
近年来，随着半导体技术的发展趋近物理极限，摩尔定律放缓甚至终结的说法不断地在业界引发争论。就连戈登·摩尔本人也在2015年表示：“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。”如今，斯人已逝，我们唯有追寻摩尔定律的光芒，聊表缅怀。摩尔定律的变迁
1959年，一位计算机与互联网先驱，美国工程师与发明家道格拉斯·恩格尔巴特研究了集成电路的发展趋势，并在文章“微电子学和相似艺术”中发表了他的研究结果。
道格拉斯·恩格尔巴特（2008年）1960年，恩格尔巴特在当年的国际固态电路会议上介绍了他的发现。本文的主角戈登·摩尔也出席了会议。这可以算是最早关于半导体产业趋势的洞察。
戈登·摩尔（2004年）1965年，时任仙童半导体担任研发总监的戈登·摩尔应邀为《电子》杂志的三十五周年纪念刊撰稿《将更多组件塞进集成电路》，预测未来十年半导体元件行业的未来。
"……最低组件成本的复杂性以每年大约两倍的速度增加。当然，在短期内，即使不增加，也可以预期这一速度将继续下去。由上面的内容可见，摩尔对这一发展趋势的预测是相对比较谨慎的。这一论断最后被简化描述为：“导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每年增加一倍。”
从长远来看，增长率有点不确定，尽管没有理由相信它至少在 10 年内不会保持几乎不变。”
此时，这个说法还没有那么广为人知。因此摩尔还可以根据发展趋势对此判断来做出修正。1975年，在IEEE国际电子设备会议上，摩尔修改了他的预测率：半导体的集成度将继续每年翻一番，但到1980年左右，之后它将下降到大约每两年翻一番的速度。此时，摩尔已是英特尔的副总裁，“摩尔定律”也已经很接近它的最终形态了。同年，摩尔的同事，英特尔高管大卫·豪斯指出，从“晶体管数量每 2 年翻一番”这一定律可以推算出，在功耗不增加的前提下，计算机芯片性能大约每 18 个月翻一番。于是，摩尔定律就被传播为：“晶体管数目每18个月翻一番”。之后不久，加州理工学院教授卡弗·米德推广了“摩尔定律”一词。摩尔定律自此被业界广泛接受，并成为了各个厂商普遍追求的目标。多年来，在英特尔的带领下，各大半导体厂家在激烈的竞争中争先恐后，你追我赶，让摩尔定律从预测变成了现实。
因此，摩尔定律也被叫做：“自我实现的预言”。 自我实现的预言摩尔本人对于摩尔定律的广为流行都感到惊讶：“摩尔定律违背了墨菲定律”。
毫无疑问，这个指数增长的趋势是不可能持续的，即使在短期内符合预期，在长时间尺度上也终究会随着物理极限的逼近而失效。摩尔对此看得很清楚：“能在正确的时间出现在正确的地点太好了，我很幸运能参与半导体行业的起步阶段，有机会同行业一起成长。我们经历了从不能制造单个硅晶体管，到把 17 亿硅晶体管放在一块芯片上的时代，这是一次非凡的旅程！”正是在半导体行业起步阶段这个背景下，摩尔定律才有生效的时间和机会。因为相信，所以存在。摩尔定律是经验法则，是自我实现的预言，描述的是人们付出努力所获得的结果，体现的是主观能动性。摩尔定律相当于给了半导体行业在不断厮杀中一个不断将自身向前推进的发展目标。跟上了这个目标，企业就能在技术上领先，在成本上有优势，在市场上占得有利地位。因此，摩尔定律得以长期有效，除了时代的浪潮之外，其根本原因在于人们的创造力。不努力，就不会有摩尔定律，就不会有持续的技术进步和成本的降低。摩尔定律，也相当于英特尔的精神旗帜。因此，当英伟达等竞争对手认为，随着芯片制造领域技术进步放缓，摩尔定律已不再适用时，英特尔回复到：“摩尔定律还活得很好”。
“在穷尽元素周期表之前，摩尔定律都不会失效，英特尔将持续利用硅的神奇力量不断推进创新。”斯人已逝，定律长存2023年3月25日，戈登·摩尔平静地离开了这个世界，但摩尔定律对这个世界的影响是永存的。
英特尔 CEO 帕特·基辛格在官方新闻稿中这样评价戈登·摩尔：
戈登·摩尔通过他的洞察力和远见定义了技术行业。他在揭示晶体管的力量方面发挥了重要作用，并激励了技术人员和企业家数十年。我们在英特尔仍然受到摩尔定律的启发，并打算在元素周期表耗尽之前追求它。近期，OpenAI公司CEO，“ChatGPT”之父山姆·奥特曼在社交媒体上发文称，新版摩尔定律要来了，全球人工智能运算量每隔18个月翻一番。
摩尔的愿景作为我们的真正方向，我们利用技术的力量改善每个地球人的生活。我的职业生涯和我的生活的很大一部分都是在摩尔在英特尔的领导下形成的，我感到非常荣幸和责任重大，要继承他的遗产。
然而，在这庞大的AI运算量之下，底层依旧是由半导体芯片构建的算力网络。随着AI的爆发，我们对算力的需求将呈指数增长，原先的摩尔定律即便仍然有效也将力不从心，业界呼唤创新带来的新动能。斯人已逝，定律长存。这既是我们对往昔的追忆，更是我们对未来的期许。
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编辑：了之
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