纪念摩尔定律50周年

摘要：为纪念摩尔定律发表50周年，本文全面介绍了摩尔定律的最初提出，其一直作为信息技术工业的第一定律，它不仅有力地促进了电子信息工业的快速发展，甚至深刻地改变了社会历程和人类生活。今天摩尔定律正在接近它的终极，文章较详细地描述了“后摩尔定律时代”的多元化技术发展。

摩尔定律的提出

　　1965年4月19日，曾创造了“electronics”一词的美国著名电子技术杂志《Electronics》(《电子学》，早已停刋)刋载了一篇论文“Cramming More Components onto Integrated Circuits”(“让集成电路装进更多的元器件”)，作者即Intel的合作创始人Gordon Moore(摩尔)[英特尔公司，1968年创立年营收2672美元，去年达559亿美元，久执世界半导体公司之牛耳。笔者插一句，创立时主要领导是摩尔和集成电路发明人之一的诺伊斯(R.N.Noyce)二人，原计划起名“Moore Noyce”，认为不太理想，且有“more noise”(更多噪声)之谐音，故借助“Integrated Circuits”而取名“Intel”。格鲁夫(A.Grove)是最早为数不多的的员工之一，多才多智，为公司克艰避难，快速发展屡著劳绩，1976年升任公司首席运营官，1987年任总裁，1997年取代摩尔任董事长，超前决策，威望夙著，有《高产出管理》一书问世，风靡一时，故后常把三人相提并论]。摩尔时任Fairchild Semiconductor(仙童半导体公司*)研究开发实验室主任，文章是应《电子学》杂志成立35周年而写。摩尔依据集成电路产业在1959年～1965年6年间的发展倾向，进行了观察、总结并预测：“至少今后10年间(集成电路的集成度)将以每年翻番的速度前进(图1)。”

　　集成电路于1959年研发成功，大约是5个元器件，1965年时单块集成电路上也不过集成了30个元器件，摩尔推断10年后到1975年时可增长到6万个。杂志刊载的原文是这样的：“These「1965」were the very early days of integrated circuits that typically 30 components and I could see in the lab, we had something with 60 components that would be launch in the next years”，“So I looked back and saw that we had pretty much doubled the components every year, so I took this and extrapolated for the next ten years to 60,000.”

　　实际那时集成电路问世不久，可增长十分迅速，摩尔观察时间并不算长，资料基础不扎实，故而只是连自己信心都不强的大致推算，他说：“It got the idea across，but I didn’t expect it to be precise.”“I cou1d just see the trends ear1ier than some others，someone ca11ed it Moore’s Law. ”当时在杂志上发表后，读者也没什么反响。但是，随着时间的前进，Intel公司的坚持，集成电路产业的实际发展，多少年来的事实证明摩尔的预测是准确的，且一直沿用至今，将它视为推动产业前进的核心动力，被誉为IT(信息技术)产业的第一定律。摩尔是比人看得早一点，反映了摩尔的过人洞察力和预见性。

　　摩尔定律通常的表达方式有二：(1)集成电路上集成的元器件数量每隔18个月翻一番;(2)微处理器的性能每隔18个月提高一倍，而价格下降一半。两种表达的内涵大同小异，第二种表达加上了价格的因素(当然很重要)，二者最大的一致是都说“18个月(一年半)”而非摩尔所说的“每年翻番”。的确，“摩尔定律”这一概念的提出并不是摩尔自己，摩尔也说是“someone ca11ed it Moore’s Law.” 摩尔反倒说过：同在Intel工作的Dave House曾经提出，“计算机的功率大约每l8个月翻一番”，因而摩尔认为“18个月翻番”的提法应归功于他。今天通用的“18个月翻番”的提法究竟是否即由此而来，笔者查阅了不少资料，还是不无歉意地难道其详。

摩尔定律的发展

　　摩尔定律提出以后包括摩尔在内一直在进行修正，据报道，1975年摩尔即在IEEE年会上提交了论文，根据当时实际的发展情况即对增长率作了重新审定和修正，他说：“from l975 it was doubling every couple of years rather than every year”(l975年后两年翻一番)。笔者所见的具体报道是这样的：按集成电路的集成度计算，1965年～1970年间其上的晶体管数是每年翻一番，l970年～2003年间为1.5年～2年翻一番，2003年～2009年间2年翻一番，往后将是3年翻一番。《日经电子学》最新报道则说：从摩尔定律提出以后，集成度增速曾被修正为“2年2倍”(即2年翻番)和“1.5年2倍”(1年半翻番)等。总之，摩尔定律提出的增长率从未停止过，只是速度在趋缓罢了。