天不生摩尔,半导体如长夜。
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AI、量子计算、Chatgpt……
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断供、霸权、芯片极限……
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当半导体走到崭新的时代拐点,一手开创了时代的天才、巨人与教父们也纷纷走到自己的终点。3月24日,指引行业大半个世纪的一代传奇,英特尔联合创始人戈登·摩尔,也走了。 : ?- c5 I+ H* A( k% S. q/ p K
与他交好超过60年的张忠谋因此感叹:“我的半导体第一代共同奋斗的朋友,已所剩无几”。
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【叛逆青年】
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1929年1月3日,戈登·摩尔在美国加州旧金山出生。父亲是警察,母亲只有中学学历,摩尔拿到的是典型的“穷二代”剧本。
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摩尔细致缜密的个性,却受到了爷爷的影响。爷爷曾在海上记录航行日志,热衷于测量、分析、统计,并将所有细节记录下来,以随时应对各种难以预知的变化。
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这让摩尔也养成了一丝不苟笔记、思考的习惯。
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3岁看大、7岁看老。这样的性格,让摩尔足以沉稳地应对未来各种各样的不确定性。
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11岁的时候,摩尔的邻家玩伴收到了一份特殊的圣诞礼物:一套真正的化学装置和化学试剂。孩子们完全可以自制许多稀奇古怪的东西,包括炸药。
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这让摩尔对化学彻底着了迷。1954年,他如愿从加利福尼亚大学伯克利分校毕业,获得化学和物理学博士学位。 1 [, v5 y. @6 T5 |
大学期间,摩尔与妻子贝蒂相知相遇,成为从大学牵手到相伴终老的深情伉俪。 1 h- f& E# x. i8 Z
1956年,摩尔迎来了命运的转折,进入“肖克利半导体实验室”工作。
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作为鼎鼎大名的“晶体管之父”,肖克利于1956年斩获诺贝尔物理学奖。能追随这位天才人物,自然是无上荣耀。当时,肖克利将包括摩尔在内的八位青年才俊纳入麾下,都摩拳擦掌憋着要干一番大事业。 6 _% k2 T+ N5 B
但肖克利却对公司管理一窍不通,而且自以为是,经营目标也一变再变。结果折腾一年多,什么也没干出来。 / C4 F4 q0 m8 k. \/ r
性子急、火力壮的“八才俊”觉得,再也不能这么混下去了。
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1957年9月18日,“八才俊”正式提出辞职,将这位学术泰斗惹得勃然大怒。肖克利认为,“八才俊”刚掌握晶体管技术就叛出师门,简直“欺师灭祖”,直斥其为“八叛徒”。 ▲著名的硅谷“八叛徒”,左一为戈登·摩尔 : }3 y4 w6 ~, I1 ^
叛徒就叛徒吧!毕竟,世界是年轻人的。
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“八叛徒”火速另起炉灶,成立了“仙童半导体”,短短半年后就开始盈利。但1959年,“八叛徒”也开始了分崩离析。 2 j4 e/ D1 v; ^
直到1968年,摩尔和诺伊斯、格鲁夫才一起离开了仙童,创办了一家存储芯片公司。这就是日后威震世界的英特尔。 8 h# o) M* b! v' B7 c) K) x, c5 O
作为半导体行业的先驱,摩尔由此开始掀起了一场前所未见的芯片革命。 % o2 z5 E K* L; f% s5 B
【光辉岁月】 ' Z" p) ~* Z1 N. u8 I
2005年,功成身退的摩尔在接受《财富》杂志采访时,自称其实是一位“偶然的企业家”。 ) S5 I8 @6 R% o* `5 y" j: h
共创英特尔摩尔和诺伊斯、格鲁夫,号称“三驾马车”。其中,格罗夫掌管公司管理运营,是“踢屁股的人”;诺伊斯拥有坚实的芯片工程理论基础;摩尔则是天生的实干家,善于将诺伊斯天马行空的创意真正落在实地。 % U) H6 `6 @8 x4 I4 s$ g. c
“三位一体”的完美架构,让英特尔在微处理器领域横勇无敌,为PC时代开辟了未有人走过的道路。 $ E$ j: H/ F3 h) @ L
更有人认为,摩尔是“八叛徒”之中最具天赋远见的技术领袖。
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因为1979年,直到摩尔成为英特尔董事长兼CEO,才开始真正展现出其商业领袖的决断能力。 ( y/ [& F% X3 m2 M& X; p4 L$ r
上世纪80年代,日本在半导体内存领域实现对美国的反超,导致英特尔高层在战略上产生了巨大的分歧:究竟是在内存领域发起一场“新太平洋战争”,跟日本人殊死一搏;还是另辟蹊径,进行差异化竞争? 5 H4 R* W& g4 A) c# o& s
但这是一个争论不出结果的问题。 5 S. a- C( u( m( k& c5 o
1985年的一天,格鲁夫走进了摩尔的办公室。他凝望望着窗外向摩尔问计:“如果我们被裁,董事会请来一位新CEO,你觉得他做的第一件事是什么?”
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摩尔稍加犹豫答道:“他会放弃半导体内存。” 6 ?* o$ J/ n1 s& \% j6 G
格鲁夫想了想:“那就让我们亲自来做这件事吧。”
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就这样,英特尔壮士断腕,彻底放弃了内存,将战略冲锋口集中在微处理器(CPU)上。 ' l6 ?/ e7 C2 m& d: U# h& T4 C
这不啻为一场“豪赌”。但事后证明,在这个英特尔生死攸关的战略转折点,格鲁夫和摩尔“赌”对了。
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两年后,英特尔联合康柏推出比IBM快三倍的386计算机,再次成为芯片霸主。
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整个摩尔时代,英特尔在微处理器赛道上成了一骑绝尘的存在。
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有人因此评价,没有诺伊斯,英特尔成不了大公司;没有格鲁夫,英特尔难有高效率;没有摩尔,英特尔则实现不了技术领先。 & g! v7 k1 [3 D( B
1989年,摩尔“深藏功与名”,从英特尔董事会主席的位置上退了下来。 4 R4 L1 e$ b1 F9 S( Q
但此后长达30多年的时光里,人们依然见证了英特尔从486、奔腾(Pentium)到i5、i7的强势崛起。
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因为整个半导体行业,根本逃不脱“摩尔定律”。 7 A' B' \! ?9 f" r, n: s* e
【摩尔定律】
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1965年,在创立英特尔之前,摩尔就提出了大名鼎鼎的“摩尔定律”,即: ; { F1 S2 v8 ~" C
当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管的数目,大概每隔24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
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实际上,摩尔只是想通过“摩尔定律”传达出一个重要信息,随着芯片上的晶体管越来越多,电子产品都会变得越来越便宜。
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虽然并不是物理定律,但半个世纪以来,“摩尔定律”成为了统治半导体行业进化速度的“天条”。 A. Q* ~% @: `' [5 D8 D+ x
所有硅谷公司,都紧盯着“摩尔定律”这个“节拍器”。一旦你能跟上节奏,说明能取得成功;否则竞争对手将迅速超越你。
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幸运的是,它几乎完美揭示了半导体技术的进步速度。加上激烈的行业竞争,“摩尔定律”甚至成为驱动半导体行业指数级增长的动力,直接引爆了PC和互联网时代。 ! R/ p7 B b: _7 a7 S% O
对于“摩尔定律”的应验,摩尔在2005年接受采访时曾深表欣慰: * X4 }9 A5 W4 q+ |( ?: w' n
“能在正确的时间出现在正确的地方,真是太好了……从我们无法制造单个硅晶体管的时代,成长到将17亿个硅晶体管放在一个芯片上的时代!这是一次非凡的旅程。” 3 D s1 Q7 c1 l; ], R) E6 J& [" o- b
但近年来,伴随半导体工艺逼近物理极限,摩尔定律出现放缓,甚至不乏“摩尔定律已死”的声音。
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其中,又以英伟达创始人黄仁勋的看法最坚定。 ; S- `+ Y) |6 ^! d. f4 U
在黄仁勋看来,芯片制程正接近物理极限,1nm对于硅基芯片而言就是终点。越先进的制程意味着越高的成本,摩尔定律已经不适用。
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事实也确如黄仁勋所言。14nm以下的先进制程,晶体管密度增速在放缓,芯片主频提升速度在变慢。2005年之前的20年,微处理器性能提升了近1000倍;但此后十多年,芯片性能的提升已然失速。
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而对“摩尔定律已死”的说法,摩尔本人不但极尽谦卑,也不以为意。
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2008年,当被问及“您的什么成就可以传承”时,摩尔略加思索后表示:“只要不是摩尔定律就行。”
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2015年,“摩尔定律”发表50周年之际,摩尔接受《纽约时报》采访时再度直言不讳:“摩尔定律”不会永远持续下去。
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但英特尔现任CEO基辛格却坚定不同意,认为“摩尔定律”依然“活”得很好。 3 y. D6 v# n* }8 A5 \9 e
哪怕摩尔大神仙逝了,基辛格在悼词中依然表示“要持续不断继续研究它,直到元素周期表耗尽为止”。
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为了证明“摩尔定律”活得越来越好,英特尔还提出IDM 2.0战略,要开启制程工艺大跨越,保持摩尔定律有效性,并在2025年重新取得制程技术的领先地位。 J6 t( ~+ S$ q3 V
但其他人显然不这么认为。
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因为伴随AI、量子计算等新技术的加速,人们对“摩尔定律”有了新的定义。 7 w0 c% U( f; n, A. O3 d
比如,IBM在2019年宣布量子性能的“摩尔定律”:如果要在10年内实现量子霸权,要每年将“量子体积”至少增加一倍。 9 r z/ ^$ T6 Z: J' H/ i
伴随ChatGPT爆火,“ChatGPT之父”、OpenAI 首席执行官山姆·阿尔特曼(Sam Altman)也在今年2月表示:“新版摩尔定律很快就要来了,宇宙中的AI智能每18个月要翻一倍。”
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在“后摩尔时代”,超越摩尔定律,才是对摩尔最大的致敬。
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【人格魅力】 : e0 n+ r* Z- Q1 K3 A; T
1996年,正逢微处理器发明25周年,英特尔决定让CEO格鲁夫在世界计算机博览会(Comdex)上发表一下对未来的行业预测。 ; i+ u# {5 s, l, w# o. B D ?2 V
本来是一场你好我好大家好的恳谈会,但一聊到晶体管绝缘层厚度的专业问题时,格鲁夫却和一位憨憨的院士产生了巨大分歧,当众展开了一场唇枪舌战的交锋,场面一度非常难堪。 " t# c2 s. \9 A4 |
最后,还是摩尔这位“大长老”亲自出手,通过冷静深邃地阐述洞见,让所有人在心悦诚服中,终结了这场差点失控的论战。 : G% Q* o& p; v6 A
对于摩尔的人格魅力,英特尔全球研究院前院长王文汉博士的评价是:
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“他是正派的好人,真正的大师中的大师。”
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在英特尔,格鲁夫强悍的统治风格,深深地烙印在企业文化的基因里。但与此同时,“摩尔定律”又是不容置疑的“公司圣经”。
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这让英特尔既具备格鲁夫强悍进取的作风,使之极具前进的野心和动力,又不至于因为过于狂暴而翻车,因为摩尔的深邃冷静能对其有所约束。 ' @: h2 `+ D. E8 S
因此,摩尔才被英特尔视为最具卓越领导力和谦逊正派品质的灵魂人物。
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这样的评价,并非言过其实。
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2022年,摩尔以95亿美元财富,位列《福布斯全球亿万富豪榜》第214位。他大部分的财富,都来自英特尔的股权。
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但早在2000年,摩尔就和妻子创立了“戈登和贝蒂·摩尔基金会”,不断剥离资产,捐赠股票。2012年,摩尔更承诺将一半以上财富捐献给慈善事业。
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如今,摩尔驾鹤西去。基金会的总资产达到了80亿美元,累计捐赠高达51亿美元。
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当然,摩尔的一生也并不是算无遗策。 $ @( n4 r! Z) V1 W1 `
上世纪80年代,张忠谋返回中国台湾创立台积电,创意出芯片代工产业找摩尔支持,摩尔毫不掩饰地给予了否定: ! X0 [2 y6 J/ D0 T% m" u/ O3 w& l
“你提过很多好主意,但这个概念不算。” ) I( ^5 ]4 x: f- d; D* i4 h" y
戏剧的是,三十年后,当台积电不断将芯片制程推向巅峰之后,张忠谋也直接了当: ! b) ]5 q# w' `1 N
摩尔定律已死。 |