英特尔之父60年前的预言，如何改变芯片行业？

时间：2023-04-20 22:58:46 来源: 互联网

这个世界上的预言有很多，但有这样一个预言，它经受住了60年的考验且仍然有效，并成为推动人类文明进步的最重要力量，可能没有之一。这个预言就是：

摩尔定律。

有上万亿美元的产业、上百家公司、几十万人（包括我在内），他们每天工作的终极目标，就是不断延续这个预言对未来的深刻揭示：

(资料图片仅供参考)

芯片上晶体管的数量，每隔18个月会增长一倍。

摩尔定律驱动了芯片技术在过去几十年的飞速发展，帮助人们构建起了芯片内部源于沙子的复杂体系。只要你在用电脑、手机，乘坐各种交通工具出行、通过互联网收发信息，那么你就肯定受益于摩尔定律。

提出摩尔定律的人，名叫戈登·摩尔（Gordon Moore）。他是个化学家，却投身芯片行业，成为硅谷的奠基人。他做工程技术出身，却成为顶级企业家，是芯片巨头英特尔的两位创始人之一。他还是一个慈善家，为母校捐赠了超过7亿美元。

2023年3月24日，戈登·摩尔在夏威夷的家中去世，享年94岁。

我在英特尔工作期间，戈登·摩尔早已年过耄耋且已退休多年，但仍然会在公司重要时刻用录像的形式发表简短的讲话。在我印象中，他说话速度不快，是一位谦虚低调又不失幽默的长者，作为英特尔、乃至全行业的精神图腾而存在着。今天这篇文章，我们就一起来回顾一下这位芯片业传奇人物的平淡一生。

从自制炸药，到创立半导体公司

戈登·摩尔出生在加州的旧金山。和很多科学家一样，他在青少年时期就对科学产生了浓厚的兴趣，特别是化学。据他自己介绍，他对能爆炸的东西尤其着迷。他曾自制硝酸甘油、用水银引爆，并且能达到小规模量产。用今天的标准来看，已经是个半职业的恐怖分子的水平了（不是）。

基于对化学的热爱，戈登·摩尔先后就读于圣何塞州立大学和加州大学伯克利分校，并且在伯克利获得学士学位，然后他又在加州理工学院获得化学博士学位：妥妥的学霸进阶路线。

1956年，戈登·摩尔加入了威廉·肖克利（William Shockley）创立的肖克利半导体实验室（Shockley Semiconductor Laboratory）。这里多说两句，肖克利是个大名鼎鼎的人物，他是晶体管的共同发明人之一，并且在1956年获得诺贝尔物理学奖。为了推动晶体管的商业化，他在美国加州创办了自己的实验室：用今天的话说，其实就是个初创公司。

由于肖克利有着极高的个人声望，外加晶体管这个极有前（钱）景的大方向，因此肖克利半导体实验室吸引了大批青年博士前来加盟，组成了名噪一时的“博士生产线”，其中就包括我们的主人公戈登·摩尔，以及他后来一生的伙伴：罗伯特·诺伊斯。

只可惜，这个本该强强联合的宏伟愿景，变成了网友奔现翻车的尴尬现场。虽然肖克利本身学术成就很高，但他并不是一个合格的管理者，甚至已经超出了正常人工作交往的底线。比如，工作期间的所有电话都会被录音、员工之间不能相互分享成果，肖克利也并不信任下属和员工，甚至要求整个实验室的人去做测谎仪测试。

由于不满肖克利的这种高压专制的环境，罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔等8个人在1957年选择集体辞职，并创立了“仙童半导体公司”，留下了下面这张帅气爆棚的照片。这八人被肖克利称为“八叛逆”，里外里透着一种一代掌门看着手下八大弟子弃自己而去、还羽化飞仙自立门户的气恼与无奈。

估计肖克利肯定也没有想到，仙童公司成功发明了集成电路，也就是我们现在说的“芯片”，并由此引发了基于芯片的信息革命。同样重要的是，仙童开启了硅谷的创业风潮，工程师带着新技术和新想法，找到风险资本的支持，并迅速完成想法和技术的落地生根和成长，然后再孕育更多的初创公司。仙童成为了硅谷近2000家科技公司蓬勃发展的源头，更孕育了英特尔、AMD这些芯片顶级大厂，是名副其实的硅谷“黄埔军校”。

摩尔定律：神预言的诞生

1965年，《电子学杂志》邀请戈登·摩尔写一篇文章，讲讲在他眼中，电子学领域在未来十年会怎样发展。

在构思这篇文章的时候，摩尔随手调研了一下仙童的数据。他用时间作为横轴、芯片上集成的元器件数量的对数作为纵轴，把当时已有的数据连起来之后大约是一条直线。也就是说，他发现芯片里集成的组件数量，每年都会翻倍。站在一个化学家的角度来看，他认为这是由于制造芯片的化学印刷工艺和材料的不断改进，会让制造芯片的成本更低，也让制造更复杂的芯片成为可能。

因此，摩尔在这篇文章中大胆预言：在未来的十年里，芯片上元件的数量会持续每年翻一番。

10年后，摩尔在1975年对这个规律进行了调整，将晶体管翻倍的周期由每年改为每两年。当然之后摩尔定律的描述又在不断微调，目前业界普遍认可的描述是：

芯片上晶体管的数量，每隔18到24个月会翻一番。

但不管怎样微调，事实正如摩尔预测的那样，在过去的50年中，每隔一年半到两年，芯片内晶体管的密度都会翻番，形成指数级的增长。这就是著名的摩尔定律，而它也是驱动人类社会在这半个世纪里飞速发展的根本动力。

时隔多年，摩尔自己也多次坦率表示，其实自己主要想要表达的是技术将快速发展的想法。他可能也没想到，在1965年做出的指数级增长的预言，不仅十年后仍然有效，六十年过去了仍然有效。

相互成就：英特尔的崛起与辉煌

联合创办仙童半导体、提出摩尔定律，已经是可以吹一辈子的成就，但戈登·摩尔并未止步于此。用他自己的话说，创办英特尔，才是他这一生最大的成功。

1968年8月，摩尔和他的老搭档罗伯特·诺伊斯一起离开仙童，联合创办了一个新公司，名叫英特尔。起初他们想把新公司命名为“摩尔·诺伊斯”，但这个名字在英文里听起来像More Noise，也就是"更多噪音"的意思，或许适合摇滚乐队，但对于一个芯片公司来说肯定不太恰当。

因此他们用集成电子（INTegrated ELectronics）的首字母，组成了INTEL，并一直沿用至今。

他们还邀请了同样在仙童的安迪格鲁夫入伙，成为英特尔的第三名员工。从此，这哥仨组成了英特尔乃至硅谷历史上最为坚不可摧的黄金三角，开启了英特尔最辉煌的时代。

英特尔三巨头：安迪·格鲁夫、罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔（从左至右）

在外人眼中，当年英特尔的光芒大都是罗伯特诺伊斯的光芒。诺伊斯作为一个不世出的天才，MIT博士毕业、独立发明了「集成电路」这个诺奖级的成果，几乎以一己之力推动芯片技术的发展，在技术上独步江湖；他还是个天生的领导者，魅力四射，热爱各种极限运动，他就像一块磁铁，让所有人都不由得为他吸引和聚集。

除了诺伊斯，安迪格鲁夫也是一位个性鲜明的天生管理者，虽然操着浓重的匈牙利口音，但他对目标和管理有着近乎偏执的追求。在诺伊斯和格鲁夫两人的领导下，英特尔采用了当时见所未见的全新管理风格，包括没有墙壁和办公室的工位、所有员工一视同仁，以及基于OKR的新型绩效管理方法等等。这些管理方法已经成了现代科技企业的标配，但在当时却有着跨时代的前瞻性和冲击感。

和这两位个性鲜明、光芒四射的创业伙伴相比，戈登摩尔显得普通而低调。虽然历任英特尔执行副总裁、总裁、CEO、董事长，但摩尔身上的标签永远都是“技术大师”。他为英特尔写下了第一个商业计划书，为英特尔制定了第一个技术发展战略，那就是：

从事集成电子结构的研发与销售，以满足电子系统制造商的需求。

诺伊斯提供了振奋人心的宏观叙事，摩尔完成技术和商业的落地，格鲁夫负责高效的管理与执行。在三剑客的领导下，英特尔推出了x86处理器架构，极大推动了计算机与个人电脑的普及，intel inside和“灯，等灯等灯”也成了家喻户晓的广告语。英特尔从第一年的两千美元营收，成长为30年后的200亿营收，成为全世界最伟大的芯片公司之一。

2018年，英特尔迎来成立50周年。89岁的戈登摩尔虽然早已退休，但仍然通过视频的方式向公司表达了祝贺。他说，我自己都很难相信英特尔已经有50年历史。我对新员工也并没什么特别的嘱咐，只是希望我们能不断接触并学习那些看起来很有潜力的东西。

摩尔死了，摩尔定律仍然活着

摩尔与摩尔定律究竟谁活得更久，一直是业界关心的话题。大家当然希望摩尔长寿，但很多人都对摩尔定律是否能继续有效持怀疑甚至否定的态度。

英伟达CEO黄仁勋、图灵奖得主David Patterson等人都曾经公开表示，摩尔定律已死。老黄还提出了自己的“黄氏定律”，即人工智能的性能将逐年翻倍。

相比之下，摩尔定律也有一众忠实信徒，比如硅仙人Jim Keller就在各大演讲中不断布道，说摩尔定律将死就是一个伪命题，这和我们担心某天会缺少食物空气和水一样。这一派也产生了很多新的定律，比如贝尔定律，它说计算设备每10年提升10倍性能、价格便宜10倍、体积缩小10倍。刚刚离职英特尔的GPU大牛Raja Koduri也曾经说过，晶体管尺寸每缩小10倍，就会衍生出一种全新的计算形态，带来性能的提升和成本的降低。

英特尔CEO Pat Gelsinger也在戈登摩尔的悼词中写道：我们会一直捍卫摩尔定律，直到用光元素周期表中的每个元素。

但是，不管是正方辩手还是反方辩手，他们真正的辩题其实是如何延续摩尔定律，而不是摩尔定律是否已经终结。在我看来，这或许才是摩尔定律给芯片与科技行业带来的更大的价值。

很多人认为摩尔定律代表的不过是晶体管变的越来越小，但实际上摩尔定律代表的是推动这一变化背后的千千万万个技术创新。晶体管越做越小、性能越做越高，本质上都是半导体工艺的不断进步。这就需要更尖端的仪器设备，比如可能很多人都听说过的光刻机；也需要不断开发新的半导体材料，比如氮化镓、碳化硅；以及新的芯片制造和封装的方法，比如芯粒与3D集成。也同样需要创新芯片架构，这才出现了CPU、GPU、FPGA、AI芯片、甚至是类脑芯片、量子芯片等等全新的芯片形态。为了设计更复杂的芯片，需要更加复杂的软件，也从而推动了EDA领域的快速发展。

对于某个技术来说，它会随着时代的演进而逐渐落伍，但大量这样的技术创新结合在一起，就能推动整个领域不断向前。

不仅如此，摩尔定律另外的一个重要意义，就是为我们提供了提前布局与思考的机会。也就是说，我们已知未来芯片里的晶体管数量会以指数级的速度不断增加，那我应该如何更好的利用好这些多出来的晶体管，去设计更好的、性能更高的、功耗更低的芯片？摩尔定律的有效性，其实带来的是对未来发展的确定性，而这种带有确定性的布局和规划，对于一个产业的持续发展非常关键。

所以从这两个意义来看，摩尔定律虽然只是一个经验规律，但它的提出和延续，为芯片产业提供了信念上的支撑。它更像是一个灯塔或者旗帜，指引芯片行业的一代代从业者不断突破向前。尽管摩尔定律可能在未来面临物理极限的挑战，但这并不意味着科技创新的终结。相反，它将激发人们寻求新的材料、新的架构以及新的计算方式，以突破这一限制。

虽然很多人不断在说摩尔定律已死、摩尔定律即将失效。但事实上，这些并非问题的本质，也并不重要。重要的是，芯片行业的下一步发展方向在哪、突破点在哪，在这个过程中能否产生更多创新，从而推动人类社会和人类文明的不断演进……

启发人们对这些问题的思考，并不断拓宽人类知识的边界，或许才是戈登摩尔留给我们的最宝贵的财产。

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