专访半导体的先知：戈登·摩尔

2015-05-07 来源：IEEE

——纪念摩尔定律50周年

　摩尔定律似乎是冥冥中主宰技术进步的一股力量。它支配着数字科技行业中的各项发展都如当初它所描述的那样迅猛前进。今年是摩尔定律提出后的第五十个年头。本文笔者有幸采访了当初提出这个定律的发明人：高登·摩尔。是他当初如先知一般的预测了科技进步所应该具有的速度。那么，「摩尔定律」在未来几十年的科技进步中是否还适用？当初那个曾经扮演「先知」角色的高登·摩尔在「摩尔定律」60 周年的纪念中是否还会提出一些让人们惊讶的结论和预测呢？

先知、预言家:戈登·摩尔

　　今天就让我们再次走进「摩尔定律」深处。

　　自从离开 Intel 公司，高登·摩尔（Gordon Moore）开办了 Gordon and Betty Moore Foundation 基金会，开启了他人生的新篇章：从事慈善事业。如今，他在位于夏威夷的家里接受我们的独家采访。

　　高登·摩尔开创了集成线路，并且联合其他人创办了芯片巨头 Intel 公司。在他退休的日子里，他开始专注于研究以科学技术为核心的慈善事业。上述这一切并不是让他真正享誉全世界的原因，真正的原因是他曾经在 1965 年的 4 月份，在 Electronics 杂志上面发表了一篇文章，提出了惊动世界的「摩尔定律」。正是这样一种观点，在后面的几十年的时间里一直支配主宰着计算机业科技的发展态势。如今，是摩尔定律提出后的第五十个年头，IEEE Spectrum Associate 的编辑 Rachel Courtland 采访到了摩尔本人。以下就是我们这次采访的实录。

　　Rachel Courtland（以下简称 Q )：现在离文章发表已经过去了 50 年啦。

　　Gordon Moore：是啊，现在看来这一切真的很难让人相信是真的。我从来没有想过我在当时提出来的这样一个理论竟然能够被人记住这么长的时间。

　　Q：为什么会有这样的感慨呢？

　　Gordon Moore：在我写就这篇文章的时候，我认为这只不过是当时的一种趋势而已。集成线路正在改变整个电子行业的市场格局。即便是从这个更窄小的范畴上来说也并没有赢得更多人的认同。所以我打算写一篇文章让这个观点得到传播，让大家知道目前的产业正在经历前所未有的革新，成本会不断地下滑。

　　Q：在那时候，集成线路的确是一个新兴事物。

　　Gordon Moore：其实在那之前，集成线路就已经存在了一段时间了。首批出现在市场上的集成芯片，上面搭载了 30 多个部件，包括了电阻器、晶体管等等。我从这项技术的起源开始进行观察，注意到了它最重要的部件就是平面晶体管，然后发现了集成芯片上面的部件每一年都会翻一倍。我只是在这个观察的基础上做了一些大胆的推测，认为这种趋势会继续下去，在接下来的十年内每一年芯片上的部件都会比上一年翻一倍。

　　然后，事实证明了我的预测无比的正确。我的一个同事注意到了这个现象，就将我的预测起了个名字叫做「摩尔定律」。这样的说法其实已经跳开了半导体的范畴。现在任何呈现指数化跃进的技术和产品都会套入到「摩尔定律」的框架内。我欣然接受了大家将这个概念拓展开来。

　　Q：你在 2008 年赢得了 IEEE 荣誉奖章（Medal of Honor）之后，曾经给我的一个同事说道：你不希望摩尔定律成为让世界记住你的唯一资本，你需要向前迈进，去尝试更多的东西。

　　Gordon Moore：事实上，我在很长的一段时间都不好意思说出「摩尔定律」这一个词出来。在我看来这非常的不准确。因为它似乎成为了某种能够主宰引导半导体行业不断向前推进的力量，而非记录它发展过程的一种观察。

　　Q：大概多了多久，你开始接受用你的名字来命名一个定律这样的事情的？

　　Gordon Moore：大概花了 20 多年的时间吧。那真的是一段非常长的时间。但是现在看来「摩尔定律」现在已经被人们发展的日趋完善，在前不久我通过 Google 查询了「摩尔定律」以及「墨菲定律「，我发现前者比后者拥有更多的参考资料，这是颇为让我欣慰的一点。

　　Q：让我们回到科学层面来探讨这个问题。当我一旦谈到定律这个字眼的时候，我竟然会想到充满以数据计算为基础的自然法则，那么「摩尔定律」在你看来是什么呢？

　　Gordon Moore：真的如果认真来讨论的话，它压根不是什么定律。它只是一种观察和推断。

　　Q：技术革新并不是什么新鲜话题，但是在摩尔定律的描述下所取得的飞速的技术进步似乎有着它独有的魅力。

　　Gordon Moore：据我观察，半导体行业具有一些别的行业没有的特点。在这个行业，通过将电子元件设计得更小的同时，保证功能变得更加强大。即设备性能得到了提升；所耗的电量不断降低，当我们把越来越多的东西都塞入到一块芯片中的时候，整个产品的可靠易用性也得到了加强。这简直是一件不可思议的事情。

　　我曾经畅想过如果其他的行业按照这样的技术进步来发展，你现在所看到的景象应该是什么样子的。如果是汽车业按照这个速度来发展，那么你会见证一加仑汽油跑完一百万英里的奇迹，如果汽车能在一小时内跑几十万英里，那么你有可能在市中心花一晚上的停车费会比买一辆全新的保时捷还要贵！

　　Q：你在之前已经提到了好几次「摩尔定律」会终结掉。你觉得现在它的趋势还能保持多长时间？

　　Gordon Moore：我之前并没明确预测它会终结。我自己也并不能看清楚几十年开外芯片业的发展情况。似乎在我目力所及的尽头，有一堵高墙挡着技术的发展。但是令我倍感欣慰的是，这些「墙」似乎正在不断的变矮甚至消失。这得益于我们现在的工程师所体现出来的创新精神，在我们曾经认为非常难以攻克的瓶颈上取得的一个又一个重大的突破。如今，我们在向技术难关不断攻克的同时，技术上所给我们提出的难题也越来越复杂，甚至会挑战到一些最基本的法则。这让我想到著名的天文学家史蒂芬·霍金在硅谷的时候进行了一次演讲，演讲结束之后有人问他怎么看待目前集成线路的技术极限问题。

　　尽管集成线路领域并不是他的专业，但是他认为瓶颈是存在的，类似于光的极限速度以及物质的原子本质。我认为他是对的。我们现在就非常接近于集成线路的「原子」状态，我们也在实现越来越快的运行速度，但是并没有达到光速的极限。这些都是一些最根本的法则，我现在还想不出来如何去达到它甚至是超越它。在接下来的几十年里，我们面对的问题就是这个：挑战达到甚至超越这些极限。

　　Q：一旦我们达到了这些极限之后会发生什么呢？

　　Gordon Moore：当我们一旦实现了这个目标之后，很多事情都会改头换面，发生质的变化。我们再也不用削尖了脑袋就在想着设法让东西变得更小，密度更高。在那个时候，我们已经有能力将几十亿的晶体管放在一块集成线路上。这会彻底打开完全不同于现在的科技创新天地。现在，还有其他的一些的科技创新，它们所蕴含的潜力甚至还会超越我们目前的集成线路。从纳米科技走出来的一些科技产品已经开始陆续登场，诸如用石墨单原子层的这种物质也非常具有研究价值。我并没有真的深入这些领域进行观察，并不能给你们预测到底哪个领域也会实现飞速突破，但是它们确实是集成线路领域并驾齐驱的「竞争对手」。也许它们会率先实现一些让世界瞩目的成绩吧，毕竟，将几十亿甚至上百亿的晶体管放在硅片上的技术难度简直太大了。

　　Q：当我们所期望的技术进步发生的时候，你觉得我们的世界会发生怎样的变化？

　　Gordon Moore：我们在未来的技术进步速度将不会像过去几十年中那样迅猛。我想这对于任何一项技术来说都应该是不可避免的现实。它的速度会逐渐放缓下来，甚至在未来的十年内「摩尔定律」将逐渐退出历史舞台，这并没有什么好奇怪的。

　　同时，我也不会觉得在这个领域有什么天翻地覆的变化。只要有新的东西不断涌现，提供渐进式的性能提升，它们替换固有的技术和产品的速度也就越快。当我们的思路逐渐跟不上这些技术发展的时候，人们会停下追逐的步伐，觉得也许没有必要每一年都要跟随技术的潮流购置最新的技术和产品，也许可以用一种数字设备长达三年、四年甚至五年的时间。我觉得这个趋势是不可避免的。

　　Q：正如你所说，确实存在一些物理上的极限，比如原子级别，光的速度。同时还有让晶体管变得越来越小所随之带来的成本问题。你觉得我们会首先在哪个领域「撞墙」呢？是物理领域的技术极限？还是经济方面的成本问题？我想它们应该是相互关联的。

　　Gordon Moore：它们确实是相互关联的。随着电子元件的尺寸越来越精细，它背后的成本会不断上扬。当因为要攻克某些技术难关所带来的成本巨大到一定尺度之上的时候，技术创新在经济上就是不合理的了。事实上，现在有很多公司已经决定在这个领域的研发上停止动作。只有我们少数几个公司还在不断地往里面砸钱。我想在未来的十年甚至二十年里，这个现状会保持下去。并且我也相信，我们会遇到的首先是技术上的瓶颈。在无法将电子元件变的更小的时候，人们还是可以从成本上进行一些压缩的。并且，现在已经正在逐步发生了。

　　Q：我在过来采访之前告诉了身边的一些朋友。想知道他们最想问你的问题是什么。其中有些人笑了笑，想让我代表他们向您提问：究竟什么时候才能从这种狂乱中解脱出来吗？你知道，他们都是每天被各种难题搞的焦头烂额的技术人员，想着什么时候这种飞速发展的技术进步能够停歇下来。

　　Gordon Moore：哇哦，原来是这个问题。事实上，你可以选择现在退休跑去夏威夷度假的。

　　Q：并且我觉得他们很快就会迎来这个结局的。

　　Gordon Moore：是啊。这就是世间的法则。潮起潮落，不可能永远保持着一个势头一个速度的。技术创新本来就不是一个能够轻松面对的行业。

（原文标题：Gordon Moore: The Man Whose Name Means Progress）

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