天不生摩尔,半导体如长夜。 # a. A; @7 d) _ I2 Z/ A+ Y; @
AI、量子计算、Chatgpt…… + ~8 o( g. C- ^5 H1 ]5 G
断供、霸权、芯片极限…… - O8 B8 x1 I" S/ R
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。 ! `' `( f% H6 E+ A
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”。 2 s; ?! S# P5 q( m3 _
【叛逆青年】 6 A7 f. q- j8 P+ v
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。 9 m* v$ B* ]" B5 Q; ~+ O
这让摩尔也养成了一丝不苟笔记、思考的习惯。 9 \# x% x* M! ]. \& D8 w/ {
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。 ( \% |( I9 S: Q9 Z9 D
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。
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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。 . d0 N( }6 H) V* f% R
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。 % q: ?7 I: Z$ u1 w0 \* p: k
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。 # U/ k& r" y# H. J0 B5 ~8 L8 a: I
性子急、火力壮的“八才俊”觉得,再也不能这么混下去了。 6 `0 K$ Y4 r. M
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
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叛徒就叛徒吧!毕竟,世界是年轻人的。 3 @) p# G3 u: y1 j1 @& Z- ]
“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。
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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。 9 i- V, F* P) _2 p
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。
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【光辉岁月】
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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”。
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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。
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“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。
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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。 6 l# o" }1 [/ o& o: P
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? . b* X5 q6 l. I; |
但这是一个争论不出结果的问题。
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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?” , P( A% N5 P8 `5 f6 m
摩尔稍加犹豫答道:“他会放弃半导体内存。” 5 C s* }/ Y/ x9 [/ b
格鲁夫想了想:“那就让我们亲自来做这件事吧。” ( h) _4 o) c0 E- U1 ~ A/ R
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。 6 R& `, k0 u' }
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。
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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。
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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。 : ?" `0 C- h% J$ j
因为整个半导体行业,根本逃不脱“摩尔定律”。
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【摩尔定律】 . r0 Q5 \# D( A: ~2 c3 R0 R" Q
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: 2 x/ v4 Q: t: R. K6 f% n7 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。 2 P0 Q, x8 ~8 b- x' F
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”。
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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。 : Q8 J( p: v( K5 B& j, v$ g' V
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。 ) k7 s+ `/ C# A8 {2 R% g' N% `( e
对于“摩尔定律”的应验,摩尔在2005年接受采访时曾深表欣慰:
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“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。”
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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。
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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。 ' k6 ]1 u1 n: e
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。 6 h( J/ ? ?0 _7 j C1 [
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。” % P- t+ C1 ?0 M$ O( f) A
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。 # K9 g, i+ z) d- V
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。 6 ~7 t0 f& G2 u0 h5 C0 x1 D# J2 A
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。 % s- X; |( R% A, z7 T% D! N
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。
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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。” # e" m: k' g3 R" g( k3 Q* K" y
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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。 ! i; E D) q( v. i# g/ _; N
【人格魅力】
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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。 . B7 _: o F3 i
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。 8 C6 k7 C" P* l* u9 V. `6 f& C3 T/ W- k
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。
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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”。 2 {$ {3 R! y: y
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。 ~' `/ X( @! B3 T8 g
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。 # Z( I* I1 }0 ^: O8 |
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。 i8 M J+ }7 w2 O7 c
当然,摩尔的一生也并不是算无遗策。 W' u: G% {6 T+ T# H+ k& r. @! j
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:
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“你提过很多好主意,但这个概念不算。”
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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: - U6 n6 X7 |1 C+ |# u2 m6 s6 N
摩尔定律已死。 |