1426
這個世界上的預言有很多，但有這樣一個預言，它經受住了60年的考驗且仍然有效，并成為推動人類文明進步的最重要力量，可能沒有之一。這個預言就是：
摩爾定律。
有上萬億美元的產業(yè)、上百家公司、幾十萬人（包括我在內），他們每天工作的終極目標，就是不斷延續(xù)這個預言對未來的深刻揭示：
摩爾定律驅動了芯片技術在過去幾十年的飛速發(fā)展，幫助人們構建起了芯片內部源于沙子的復雜體系。只要你在用電腦、手機，乘坐各種交通工具出行、通過互聯(lián)網收發(fā)信息，那么你就肯定受益于摩爾定律。
提出摩爾定律的人，名叫戈登·摩爾（Gordon Moore）。他是個化學家，卻投身芯片行業(yè)，成為硅谷的奠基人。他做工程技術出身，卻成為頂級企業(yè)家，是芯片巨頭英特爾的兩位創(chuàng)始人之一。他還是一個慈善家，為母校捐贈了超過7億美元。
2023年3月24日，戈登·摩爾在夏威夷的家中去世，享年94歲。
我在英特爾工作期間，戈登·摩爾早已年過耄耋且已退休多年，但仍然會在公司重要時刻用錄像的形式發(fā)表簡短的講話。在我印象中，他說話速度不快，是一位謙虛低調又不失幽默的長者，作為英特爾、乃至全行業(yè)的精神圖騰而存在著。今天這篇文章，我們就一起來回顧一下這位芯片業(yè)傳奇人物的平淡一生。
從自制炸藥，到創(chuàng)立半導體公司
戈登·摩爾出生在加州的舊金山。和很多科學家一樣，他在青少年時期就對科學產生了濃厚的興趣，特別是化學。據(jù)他自己介紹，他對能爆炸的東西尤其著迷。他曾自制硝酸甘油、用水銀引爆，并且能達到小規(guī)模量產。用今天的標準來看，已經是個半職業(yè)的恐怖分子的水平了（不是）。
基于對化學的熱愛，戈登·摩爾先后就讀于圣何塞州立大學和加州大學伯克利分校，并且在伯克利獲得學士學位，然后他又在加州理工學院獲得化學博士學位：妥妥的學霸進階路線。
1956年，戈登·摩爾加入了威廉·肖克利（William Shockley）創(chuàng)立的肖克利半導體實驗室（Shockley Semiconductor Laboratory）。這里多說兩句，肖克利是個大名鼎鼎的人物，他是晶體管的共同發(fā)明人之一，并且在1956年獲得諾貝爾物理學獎。為了推動晶體管的商業(yè)化，他在美國加州創(chuàng)辦了自己的實驗室：用今天的話說，其實就是個初創(chuàng)公司。
由于肖克利有著極高的個人聲望，外加晶體管這個極有前（錢）景的大方向，因此肖克利半導體實驗室吸引了大批青年博士前來加盟，組成了名噪一時的“博士生產線”，其中就包括我們的主人公戈登·摩爾，以及他后來一生的伙伴：羅伯特·諾伊斯。
只可惜，這個本該強強聯(lián)合的宏偉愿景，變成了網友奔現(xiàn)翻車的尷尬現(xiàn)場。雖然肖克利本身學術成就很高，但他并不是一個合格的管理者，甚至已經超出了正常人工作交往的底線。比如，工作期間的所有電話都會被錄音、員工之間不能相互分享成果，肖克利也并不信任下屬和員工，甚至要求整個實驗室的人去做測謊儀測試。
由于不滿肖克利的這種高壓專制的環(huán)境，羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾等8個人在1957年選擇集體辭職，并創(chuàng)立了“仙童半導體公司”，留下了下面這張帥氣爆棚的照片。這八人被肖克利稱為“八叛逆”，里外里透著一種一代掌門看著手下八大弟子棄自己而去、還羽化飛仙自立門戶的氣惱與無奈。
估計肖克利肯定也沒有想到，仙童公司成功發(fā)明了集成電路，也就是我們現(xiàn)在說的“芯片”，并由此引發(fā)了基于芯片的信息革命。同樣重要的是，仙童開啟了硅谷的創(chuàng)業(yè)風潮，工程師帶著新技術和新想法，找到風險資本的支持，并迅速完成想法和技術的落地生根和成長，然后再孕育更多的初創(chuàng)公司。仙童成為了硅谷近2000家科技公司蓬勃發(fā)展的源頭，更孕育了英特爾、AMD這些芯片頂級大廠，是名副其實的硅谷“黃埔軍校”。
摩爾定律：神預言的誕生
1965年，《電子學雜志》邀請戈登·摩爾寫一篇文章，講講在他眼中，電子學領域在未來十年會怎樣發(fā)展。
在構思這篇文章的時候，摩爾隨手調研了一下仙童的數(shù)據(jù)。他用時間作為橫軸、芯片上集成的元器件數(shù)量的對數(shù)作為縱軸，把當時已有的數(shù)據(jù)連起來之后大約是一條直線。也就是說，他發(fā)現(xiàn)芯片里集成的組件數(shù)量，每年都會翻倍。站在一個化學家的角度來看，他認為這是由于制造芯片的化學印刷工藝和材料的不斷改進，會讓制造芯片的成本更低，也讓制造更復雜的芯片成為可能。
因此，摩爾在這篇文章中大膽預言：在未來的十年里，芯片上元件的數(shù)量會持續(xù)每年翻一番。
10年后，摩爾在1975年對這個規(guī)律進行了調整，將晶體管翻倍的周期由每年改為每兩年。當然之后摩爾定律的描述又在不斷微調，目前業(yè)界普遍認可的描述是：
芯片上晶體管的數(shù)量，每隔18到24個月會翻一番。
但不管怎樣微調，事實正如摩爾預測的那樣，在過去的50年中，每隔一年半到兩年，芯片內晶體管的密度都會翻番，形成指數(shù)級的增長。這就是著名的摩爾定律，而它也是驅動人類社會在這半個世紀里飛速發(fā)展的根本動力。
時隔多年，摩爾自己也多次坦率表示，其實自己主要想要表達的是技術將快速發(fā)展的想法。他可能也沒想到，在1965年做出的指數(shù)級增長的預言，不僅十年后仍然有效，六十年過去了仍然有效。
相互成就：英特爾的崛起與輝煌
聯(lián)合創(chuàng)辦仙童半導體、提出摩爾定律，已經是可以吹一輩子的成就，但戈登·摩爾并未止步于此。用他自己的話說，創(chuàng)辦英特爾，才是他這一生最大的成功。
1968年8月，摩爾和他的老搭檔羅伯特·諾伊斯一起離開仙童，聯(lián)合創(chuàng)辦了一個新公司，名叫英特爾。起初他們想把新公司命名為“摩爾·諾伊斯”，但這個名字在英文里聽起來像More Noise，也就是"更多噪音"的意思，或許適合搖滾樂隊，但對于一個芯片公司來說肯定不太恰當。
因此他們用集成電子（INTegrated ELectronics）的首字母，組成了INTEL，并一直沿用至今。
他們還邀請了同樣在仙童的安迪格魯夫入伙，成為英特爾的第三名員工。從此，這哥仨組成了英特爾乃至硅谷歷史上最為堅不可摧的黃金三角，開啟了英特爾最輝煌的時代。
英特爾三巨頭：安迪·格魯夫、羅伯特·諾伊斯、戈登·摩爾（從左至右）
在外人眼中，當年英特爾的光芒大都是羅伯特諾伊斯的光芒。諾伊斯作為一個不世出的天才，MIT博士畢業(yè)、獨立發(fā)明了「集成電路」這個諾獎級的成果，幾乎以一己之力推動芯片技術的發(fā)展，在技術上獨步江湖；他還是個天生的領導者，魅力四射，熱愛各種極限運動，他就像一塊磁鐵，讓所有人都不由得為他吸引和聚集。
除了諾伊斯，安迪格魯夫也是一位個性鮮明的天生管理者，雖然操著濃重的匈牙利口音，但他對目標和管理有著近乎偏執(zhí)的追求。在諾伊斯和格魯夫兩人的領導下，英特爾采用了當時見所未見的全新管理風格，包括沒有墻壁和辦公室的工位、所有員工一視同仁，以及基于OKR的新型績效管理方法等等。這些管理方法已經成了現(xiàn)代科技企業(yè)的標配，但在當時卻有著跨時代的前瞻性和沖擊感。
和這兩位個性鮮明、光芒四射的創(chuàng)業(yè)伙伴相比，戈登摩爾顯得普通而低調。雖然歷任英特爾執(zhí)行副總裁、總裁、CEO、董事長，但摩爾身上的標簽永遠都是“技術大師”。他為英特爾寫下了第一個商業(yè)計劃書，為英特爾制定了第一個技術發(fā)展戰(zhàn)略，那就是：
從事集成電子結構的研發(fā)與銷售，以滿足電子系統(tǒng)制造商的需求。
諾伊斯提供了振奮人心的宏觀敘事，摩爾完成技術和商業(yè)的落地，格魯夫負責高效的管理與執(zhí)行。在三劍客的領導下，英特爾推出了x86處理器架構，極大推動了計算機與個人電腦的普及，intel inside和“燈，等燈等燈”也成了家喻戶曉的廣告語。英特爾從第一年的兩千美元營收，成長為30年后的200億營收，成為全世界最偉大的芯片公司之一。
2018年，英特爾迎來成立50周年。89歲的戈登摩爾雖然早已退休，但仍然通過視頻的方式向公司表達了祝賀。他說，我自己都很難相信英特爾已經有50年歷史。我對新員工也并沒什么特別的囑咐，只是希望我們能不斷接觸并學習那些看起來很有潛力的東西。
摩爾死了，摩爾定律仍然活著
摩爾與摩爾定律究竟誰活得更久，一直是業(yè)界關心的話題。大家當然希望摩爾長壽，但很多人都對摩爾定律是否能繼續(xù)有效持懷疑甚至否定的態(tài)度。
英偉達CEO黃仁勛、圖靈獎得主David Patterson等人都曾經公開表示，摩爾定律已死。老黃還提出了自己的“黃氏定律”，即人工智能的性能將逐年翻倍。
相比之下，摩爾定律也有一眾忠實信徒，比如硅仙人Jim Keller就在各大演講中不斷布道，說摩爾定律將死就是一個偽命題，這和我們擔心某天會缺少食物空氣和水一樣。這一派也產生了很多新的定律，比如貝爾定律，它說計算設備每10年提升10倍性能、價格便宜10倍、體積縮小10倍。剛剛離職英特爾的GPU大牛Raja Koduri也曾經說過，晶體管尺寸每縮小10倍，就會衍生出一種全新的計算形態(tài)，帶來性能的提升和成本的降低。
英特爾CEO Pat Gelsinger也在戈登摩爾的悼詞中寫道：我們會一直捍衛(wèi)摩爾定律，直到用光元素周期表中的每個元素。
但是，不管是正方辯手還是反方辯手，他們真正的辯題其實是如何延續(xù)摩爾定律，而不是摩爾定律是否已經終結。在我看來，這或許才是摩爾定律給芯片與科技行業(yè)帶來的更大的價值。
很多人認為摩爾定律代表的不過是晶體管變的越來越小，但實際上摩爾定律代表的是推動這一變化背后的千千萬萬個技術創(chuàng)新。晶體管越做越小、性能越做越高，本質上都是半導體工藝的不斷進步。這就需要更尖端的儀器設備，比如可能很多人都聽說過的光刻機；也需要不斷開發(fā)新的半導體材料，比如氮化鎵、碳化硅；以及新的芯片制造和封裝的方法，比如芯粒與3D集成。也同樣需要創(chuàng)新芯片架構，這才出現(xiàn)了CPU、GPU、FPGA、AI芯片、甚至是類腦芯片、量子芯片等等全新的芯片形態(tài)。為了設計更復雜的芯片，需要更加復雜的軟件，也從而推動了EDA領域的快速發(fā)展。
對于某個技術來說，它會隨著時代的演進而逐漸落伍，但大量這樣的技術創(chuàng)新結合在一起，就能推動整個領域不斷向前。
不僅如此，摩爾定律另外的一個重要意義，就是為我們提供了提前布局與思考的機會。也就是說，我們已知未來芯片里的晶體管數(shù)量會以指數(shù)級的速度不斷增加，那我應該如何更好的利用好這些多出來的晶體管，去設計更好的、性能更高的、功耗更低的芯片？摩爾定律的有效性，其實帶來的是對未來發(fā)展的確定性，而這種帶有確定性的布局和規(guī)劃，對于一個產業(yè)的持續(xù)發(fā)展非常關鍵。
所以從這兩個意義來看，摩爾定律雖然只是一個經驗規(guī)律，但它的提出和延續(xù)，為芯片產業(yè)提供了信念上的支撐。它更像是一個燈塔或者旗幟，指引芯片行業(yè)的一代代從業(yè)者不斷突破向前。盡管摩爾定律可能在未來面臨物理極限的挑戰(zhàn)，但這并不意味著科技創(chuàng)新的終結。相反，它將激發(fā)人們尋求新的材料、新的架構以及新的計算方式，以突破這一限制。
雖然很多人不斷在說摩爾定律已死、摩爾定律即將失效。但事實上，這些并非問題的本質，也并不重要。重要的是，芯片行業(yè)的下一步發(fā)展方向在哪、突破點在哪，在這個過程中能否產生更多創(chuàng)新，從而推動人類社會和人類文明的不斷演進……
啟發(fā)人們對這些問題的思考，并不斷拓寬人類知識的邊界，或許才是戈登摩爾留給我們的最寶貴的財產。
