英特尔创始人去世，“摩尔定律”光辉闪耀 50 年

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作者丨邱晓芬
编辑丨苏建勋
据外媒报道，英特尔联合创始人戈登 · 摩尔于当地时间 3 月 24 日去世，享年 94 岁。
7 Z* }7 f: k' I/ K. ~8 {作为一名科学家，戈登 · 摩尔提出了影响半导体行业 50 年的 " 摩尔定律 "，带领经芯片晶体管数量从几千个到十几亿的跨越。他又不仅仅是一名出色的科学家，如他的追求所言，探寻科学精神在商业世界的落地。
于是，在他的职业生涯中，经历了从肖克利实验室 " 叛逃 " 到仙童半导体，再到创办英特尔，带领英特尔从存储芯片巨头到开启 PC 时代的传奇。
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英特尔官网发布的讣告
一条小小的摩尔定律，成就了英特尔成为市值千亿的公司，驱动着半导体行业发展。
摩尔定律本质上给半导体行业玩家划定了一条生死线。如果企业不能在 18 个月的周期内完成一次性能完美升级，将会被行业竞争对手淘汰。
市场的充分竞争，受益的永远是用户。单位面积芯片晶体管数量越来越多，芯片的计算速度才会越来越快，叠加在芯片上的功能日益丰富，电脑也从只能进行简单运算、并且需要一整个屋子的占地面积，进化到如今能掌上办公 / 娱乐等等的计算平台。
/ x* L% i1 B. {+ Y' Q  t0 h3 n但更重要的是，在摩尔定律的带动下，存储芯片在内的半导体价格每年以 30% 的幅度下降。戈登 · 摩尔所开启的半导体平价化时代，裹挟着信息时代和当代经济，滚滚向前。
, {1 ^6 r( p# U& x+ ~' e《摩尔神话：硅谷数字革命先驱的传奇人生》一书中这么写道：人类的技术史上，硅晶体制造带来的革命性影响，与蒸汽铁路、汽车、飞机比肩。如今的人从没惊叹于半导体史无前例的增长节奏，因为他们对于这种增长早已司空见惯。
5 i# v/ y4 n  t9 @戈登 · 摩尔已逝，半导体所驱动的信息世界永不落幕。他的宝贵遗产，" 摩尔定律 " 的光辉闪烁了五十年，至今，光芒依旧。
数度叛逃，" 淘气孩子的奇迹 "
对于获得化学专业学士学位、又手握物理学博士学位的戈登摩尔来说，他的追求是，所学能够不止停留在象牙塔，还要发挥出知识相应的价值。
+ U" x9 u  u/ e, b/ e但这在他的职业生涯早期，落地路线并不清晰。戈登 · 摩尔从加利福尼亚大学毕业后的第一个去处是，在约翰斯普金斯大学的应用物理实验室工作，观察的方向是 " 红外线吸收形状 "。
从事基础物理研究的他，彼时收入颇丰。戈登 · 摩尔将精密计算的习惯也用在了职业生涯思考上：发表一篇论文，一个单词能帮他创造 5 美元的收入，这让他生活无忧，却十分彷徨。
两个疑问在心中浮现：" 谁会读这些文章？政府和公众如何从这些文章中获得相应价值？" 于是几年后，戈登 · 摩尔在收到集成电电路发明者威廉 · 肖克利的邀请后，很快加入了他的半导体实验室。
3 x' X" L( r+ a) G  G# w: o" {% {天才科学家一直是投资机构热捧的对象，但当实验室技术想要落地到商业世界，创业者往往需要补充产品思维、销售能力等等——这并不是擅长理论研究的科学家所擅长的。
肖克利尽管是一名伟大的科学家，但是他的实验室在持续了多年依旧没有合适的产品推出，管理风格又过于暴躁，于是折戟在泥泞的商业世界中。
将技术与商业思维结合，是戈登 · 摩尔在肖克利半导体实验室最大的收获，并且贯穿在他日后的创业生涯中。在这间实验室，他的另一项意外之喜是，遇到了日后共同创办英特尔的合作伙伴罗伯特 · 诺伊斯。
3 Q8 @% L, ]9 y- p- Z" c5 \0 M1957 年，戈登 · 摩尔以及罗伯特 · 诺伊斯，还有实验室的另外六位科学家，决定 " 叛逃 "，创办了仙童半导体公司。没有人想到，肖克利当时嗤之以鼻的 " 硅谷八叛徒 "，日后成就了如今的硅基半导体世界。


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+ D; r+ U7 @( Z  J9 ?) {% R" G5 u8 ^8 ?硅谷八叛徒 图片来自网络
) ~* D% _& i& I在仙童半导体公司，摩尔做的方向是在他们肖克利实验室并不被采纳的尝试——用硅基材料代替锗基材料制造半导体。相比于锗材料，硅基材料更稳定、原材料也更易得。
这家被人们称为 " 淘气孩子的奇迹 " 的公司，创造了奇迹。在仙童半导体公司，摩尔等人将硅晶体管用在了 IBM 公司的电脑存储器上，成立的短短十年间，这家公司的营业额已经接近 2 亿美元。在当时，这是一项天文数字。
不过，1965 年摩尔无意间的一项发现，彻底改变了他的命运。他决定再一次叛逃。" 淘气孩子的奇迹 " 再次延续。
" S% ?: ?; ~9 d: G 一条定律，造就的千亿市值公司
1965 年第 35 期《电子》杂志上一篇短篇论文，又一次改变了半导体的历史。
摩尔在文中大胆预测，集成电路上的电子管将会越变越小，因此数量每 2 年就会翻一倍。随后，他又进一步做出更加精准的预测，将 "2 年 " 的表述改为 "18 个月 "。
与摩尔定律相对应的是，谷歌的前 CEO 埃里克 · 施密特的反摩尔定律，指出了，如果一个 IT 公司今天和 18 个月后卖掉同样多的产品，那么他的营业额就要降一半。
这两项定律，为所有的半导体公司指定了正确的研发节奏和思路。
6 P% O  L. S  j) J4 c; _仙童半导体公司的盛况没有持续太久。1968 年，在加州一栋破旧的楼房中，摩尔和诺伊斯成立了英特尔公司，依旧延续了硅基存储器的方向。摩尔也尝试将摩尔定律融入到了新公司的商业模式中。
/ W& @8 ^9 P& v2 D) T在摩尔定律的指导下，英特尔找到了一个绝佳的发展模式：每年都会投入大量的钱用于技术创新，每 18 个月，这家公司的产品就会有一次颠覆式创新，通过技术创新，公司从市场上收割高额利润，再滚动投入下一次的研发周期。
摩尔深知，只有 " 自我革命 "，才能在激烈的市场中站稳脚步。在 " 摩尔定律 " 的驱动下，英特尔从 64 位双极处理器开始做起，一年之内，又推出了 256 位大容量半导体，18 个月内，又推出了更大容量的 1KB 存储器芯片。
这些芯片的价格更便宜且存储信息量更大，存储的时代从以前熟知的磁带存储，切换至半导体存储。成立短短 4 年间，英特尔的销售额就超过了 2000 万美元。
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图源 东方 IC
$ O7 Y8 \; N, Z3 j4 \% o6 H7 [6 N( k保持摩尔定律并不是英特尔牢不可破的壁垒，存储芯片的竞争向来风起云涌。
存储器芯片市场有着明显的大宗商品特点，终极赛点是存储容量和价格，因此各家产品的差异度不高，市场用户的忠诚度也不高。存储芯片的巨头宝座在过去数十年的频繁流转也可以证明这一点——从美国到韩国、日本、再到如今美日韩三国鼎立。
4 y- `; P3 w  s+ T存储芯片第一波竞争，序幕是在上世纪八十年代年拉开的。在英特尔推出的 8087 芯片之后，日本公司松下很快拿出了一块包含晶体管元件更多、造价更低的芯片。
东亚的举国之力，存储芯片力量迅速崛起，成为英特尔成立以来最大一次挑战。不过，在摩尔看来，改变正恰恰是人生最快乐的事情。
在摩尔的主持下，英特尔做了一项艰难的决定：将发展重点从存储芯片切换到 PC。这次惊险一跃，日后也被证实是一项极其正确的转型。
从 80836 处理器开始，英特尔在 1987 年成功推出比 IBM 的个人计算机运算速度快数倍的 836 计算机，到了 1993 年，英特尔又推出了自己的第五款 CPU 产品 " 奔腾 "。
" B# A, u' o, E3 B6 @此后，" 奔腾 "CPU 和微软的 windows95 实现软硬件绑定，win-tel 联盟是一道铜墙铁壁。有了微软的支持，英特尔的芯片席卷全球，成为最大的芯片制造商。
0 S& g, M8 _0 |3 M" 奔腾的芯 "，让摩尔主导的英特尔在几十年间，避开了日韩存储芯片的锋芒，专注于引领 PC 时代的飞速发展。
当然，英特尔的成功并不仅仅只是摩尔一个人的功劳。
# i. R! B' ~- k- @7 m摩尔把握住了摩尔定律，罗伯特 · 诺伊斯则惊喜启动了晶体管制造的外包模式，安迪 · 格鲁夫则承担着起前两者并不擅长的公司管理，把握航向。英特尔三巨头的组合，使得英特尔能够在很长一段时间内，用低价格推出性能改进芯片，并且找到了够消化这些芯片的消费电子市场。
这家公司的成功，是技术、商业、管理的合力结果。
寻找下一个摩尔
4 P( u% n6 G0 g/ j* v8 ^  [  }戈登摩尔所提出的摩尔定律，是这场半导体革命的推手，戈登 · 摩尔本人也成是最终的赢家。2020 年，戈登 · 摩尔以 103 亿美元的财富，位列《2020 年福布斯美国富豪榜》第 48 位。
9 s2 O/ X/ U( J' s" q# I& i; [9 |但是，在提出摩尔定律之初，摩尔对于定律的生命力略显谦虚。他一度认为，摩尔定律不会一成不变，" 每隔 10-15 年就会变化一次 "，尤其是随着半导体晶体管在有限面积上呈现指数型增长的情况下——在过去的五十年间，在摩尔定律推动下，芯片上集成的晶体管从几千激增到十几亿。

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戈登 · 摩尔 图源英特尔官网
如今的摩尔定律尽管还在发挥作用，局限性已经日益凸显。
首先，芯片迈进 4nm 甚至更小的尺寸，已逐渐逼近物理极限，不管是与此匹配的光刻技术、信号处理能力等等参数，都难以在极小尺寸上正常发挥。进入量子领域之后，原来传统物理学的理论即将失效。
其次，从经济的角度，后摩尔时代下，先进制程生产成本也是企业难以企及的。先进制程对于芯片的生产环境、设计、调试的要求也更高，成本也在呈现指数型增长。
数据显示，一条 90nm 制程芯片的生产线建设成本为 20 亿美元，而 20nm 的芯片，成本达到 67 亿美元，翻了三倍多。
此外，还有需求问题。就算有企业愿意持续砸钱攀登摩尔定律极限高峰，行业还需要找到手机之后、能装下这些先进芯片的消费电子领域。而对于多数企业来说，中等处理器大部分已经能够满足当下的大部分需求。
7 w  E+ B9 L* M* _7 F3 c4 f伴随着戈登摩尔在 2006 年退休、离开英特尔舞台，英特尔的摩尔时代似乎正在逐渐翻篇。在后摩尔时代，英特尔在芯片制程的更新迭代时间，甚至是命名方式都出现了一定的灵活调整。
6 u. s/ W7 S* z  l肉眼可见的是，英特尔在先进制程上的追赶速度变慢了。英特尔曾今用 "tick-tock" 模式概括自己的先进制程工艺追赶进程，这个名称源于时钟秒针行走时的声响，一个 "tick" 代表更新制程工艺，"tock" 表示架构提升。
在戈登 · 摩尔退休后的第八年，正式进入 14nm 时代的英特尔，将 18 个月的更新周期调整为了 3 年，在原来的 "tick-tock" 模式中，增加了一年的芯片优化器。而实际上，事实是，英特尔实际的 10nm 的技术从 2017 年拖到 2019 年，7nm 也从 2019 年拖到 2022 年下半年投产。
( m2 P- R# s2 y& g甚至在 2021 年，英特尔推翻了先进制程的命名方式，放弃 " 纳米 " 转向 " 埃米 "，用 Intel 7、Intel 4 的称呼来代指原来的 10nm、7nm 技术。
戈登 · 摩尔留下的遗产，在英特尔内部依旧有效。英特尔 CEO 帕特 · 基辛格此前在接受媒体采访时表示——对于未来十年走向超越 1 纳米节点的创新，英特尔有着一条清晰的路径。"在穷尽元素周期表之前，摩尔定律都不会失效。"
$ G9 Z/ @: M3 c) D" V$ G但摩尔所创办的英特尔，还在等待下一个摩尔，以及后摩尔时代之下，正确的生存姿态。
( i+ h/ l6 d" @延伸阅读：
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