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專訪半導(dǎo)體的先知:戈登·摩爾

最新更新時間:2015-05-07來源: IEEE關(guān)鍵字:摩爾定律  半導(dǎo)體 手機(jī)看文章 掃描二維碼
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——紀(jì)念摩爾定律50周年

   摩爾定律似乎是冥冥中主宰技術(shù)進(jìn)步的一股力量。它支配著數(shù)字科技行業(yè)中的各項(xiàng)發(fā)展都如當(dāng)初它所描述的那樣迅猛前進(jìn)。今年是摩爾定律提出后的第五十個年頭。本文筆者有幸采訪了當(dāng)初提出這個定律的發(fā)明人:高登·摩爾。是他當(dāng)初如先知一般的預(yù)測了科技進(jìn)步所應(yīng)該具有的速度。那么,「摩爾定律」在未來幾十年的科技進(jìn)步中是否還適用?當(dāng)初那個曾經(jīng)扮演「先知」角色的高登·摩爾在「摩爾定律」60 周年的紀(jì)念中是否還會提出一些讓人們驚訝的結(jié)論和預(yù)測呢?

先知、預(yù)言家:戈登·摩爾
 
 
  今天就讓我們再次走進(jìn)「摩爾定律」深處。
 
  自從離開 Intel 公司,高登·摩爾(Gordon Moore)開辦了 Gordon and Betty Moore Foundation 基金會,開啟了他人生的新篇章:從事慈善事業(yè)。如今,他在位于夏威夷的家里接受我們的獨(dú)家采訪。
 
  高登·摩爾開創(chuàng)了集成線路,并且聯(lián)合其他人創(chuàng)辦了芯片巨頭 Intel 公司。在他退休的日子里,他開始專注于研究以科學(xué)技術(shù)為核心的慈善事業(yè)。上述這一切并不是讓他真正享譽(yù)全世界的原因,真正的原因是他曾經(jīng)在 1965 年的 4 月份,在 Electronics 雜志上面發(fā)表了一篇文章,提出了驚動世界的「摩爾定律」。正是這樣一種觀點(diǎn),在后面的幾十年的時間里一直支配主宰著計算機(jī)業(yè)科技的發(fā)展態(tài)勢。如今,是摩爾定律提出后的第五十個年頭,IEEE Spectrum Associate 的編輯 Rachel Courtland 采訪到了摩爾本人。以下就是我們這次采訪的實(shí)錄。
 
  Rachel Courtland(以下簡稱 Q ):現(xiàn)在離文章發(fā)表已經(jīng)過去了 50 年啦。
 
  Gordon Moore:是啊,現(xiàn)在看來這一切真的很難讓人相信是真的。我從來沒有想過我在當(dāng)時提出來的這樣一個理論竟然能夠被人記住這么長的時間。
 
  Q:為什么會有這樣的感慨呢?
 
  Gordon Moore在我寫就這篇文章的時候,我認(rèn)為這只不過是當(dāng)時的一種趨勢而已。集成線路正在改變整個電子行業(yè)的市場格局。即便是從這個更窄小的范疇上來說也并沒有贏得更多人的認(rèn)同。所以我打算寫一篇文章讓這個觀點(diǎn)得到傳播,讓大家知道目前的產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷前所未有的革新,成本會不斷地下滑。
 
  Q:在那時候,集成線路的確是一個新興事物。
 
  Gordon Moore其實(shí)在那之前,集成線路就已經(jīng)存在了一段時間了。首批出現(xiàn)在市場上的集成芯片,上面搭載了 30 多個部件,包括了電阻器、晶體管等等。我從這項(xiàng)技術(shù)的起源開始進(jìn)行觀察,注意到了它最重要的部件就是平面晶體管,然后發(fā)現(xiàn)了集成芯片上面的部件每一年都會翻一倍。我只是在這個觀察的基礎(chǔ)上做了一些大膽的推測,認(rèn)為這種趨勢會繼續(xù)下去,在接下來的十年內(nèi)每一年芯片上的部件都會比上一年翻一倍。
 
  然后,事實(shí)證明了我的預(yù)測無比的正確。我的一個同事注意到了這個現(xiàn)象,就將我的預(yù)測起了個名字叫做「摩爾定律」。這樣的說法其實(shí)已經(jīng)跳開了半導(dǎo)體的范疇?,F(xiàn)在任何呈現(xiàn)指數(shù)化躍進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品都會套入到「摩爾定律」的框架內(nèi)。我欣然接受了大家將這個概念拓展開來。
 
  Q: 你在 2008 年贏得了 IEEE 榮譽(yù)獎?wù)拢∕edal of Honor)之后,曾經(jīng)給我的一個同事說道:你不希望摩爾定律成為讓世界記住你的唯一資本,你需要向前邁進(jìn),去嘗試更多的東西。
 
  Gordon Moore:事實(shí)上,我在很長的一段時間都不好意思說出「摩爾定律」這一個詞出來。在我看來這非常的不準(zhǔn)確。因?yàn)樗坪醭蔀榱四撤N能夠主宰引導(dǎo)半導(dǎo)體行業(yè)不斷向前推進(jìn)的力量,而非記錄它發(fā)展過程的一種觀察。
 
  Q: 大概多了多久,你開始接受用你的名字來命名一個定律這樣的事情的?
 
  Gordon Moore大概花了 20 多年的時間吧。那真的是一段非常長的時間。但是現(xiàn)在看來「摩爾定律」現(xiàn)在已經(jīng)被人們發(fā)展的日趨完善,在前不久我通過 Google 查詢了「摩爾定律」以及「墨菲定律「,我發(fā)現(xiàn)前者比后者擁有更多的參考資料,這是頗為讓我欣慰的一點(diǎn)。
 
  Q: 讓我們回到科學(xué)層面來探討這個問題。當(dāng)我一旦談到定律這個字眼的時候,我竟然會想到充滿以數(shù)據(jù)計算為基礎(chǔ)的自然法則,那么「摩爾定律」在你看來是什么呢?
 
  Gordon Moore 真的如果認(rèn)真來討論的話,它壓根不是什么定律。它只是一種觀察和推斷。
 
  Q: 技術(shù)革新并不是什么新鮮話題,但是在摩爾定律的描述下所取得的飛速的技術(shù)進(jìn)步似乎有著它獨(dú)有的魅力。
 
  Gordon Moore 據(jù)我觀察,半導(dǎo)體行業(yè)具有一些別的行業(yè)沒有的特點(diǎn)。在這個行業(yè),通過將電子元件設(shè)計得更小的同時,保證功能變得更加強(qiáng)大。即設(shè)備性能得到了提升;所耗的電量不斷降低,當(dāng)我們把越來越多的東西都塞入到一塊芯片中的時候,整個產(chǎn)品的可靠易用性也得到了加強(qiáng)。這簡直是一件不可思議的事情。
 
  我曾經(jīng)暢想過如果其他的行業(yè)按照這樣的技術(shù)進(jìn)步來發(fā)展,你現(xiàn)在所看到的景象應(yīng)該是什么樣子的。如果是汽車業(yè)按照這個速度來發(fā)展,那么你會見證一加侖汽油跑完一百萬英里的奇跡,如果汽車能在一小時內(nèi)跑幾十萬英里,那么你有可能在市中心花一晚上的停車費(fèi)會比買一輛全新的保時捷還要貴!
 
 
  Q: 你在之前已經(jīng)提到了好幾次「摩爾定律」會終結(jié)掉。你覺得現(xiàn)在它的趨勢還能保持多長時間?
 
  Gordon Moore 我之前并沒明確預(yù)測它會終結(jié)。我自己也并不能看清楚幾十年開外芯片業(yè)的發(fā)展情況。似乎在我目力所及的盡頭,有一堵高墻擋著技術(shù)的發(fā)展。但是令我倍感欣慰的是,這些「墻」似乎正在不斷的變矮甚至消失。這得益于我們現(xiàn)在的工程師所體現(xiàn)出來的創(chuàng)新精神,在我們曾經(jīng)認(rèn)為非常難以攻克的瓶頸上取得的一個又一個重大的突破。如今,我們在向技術(shù)難關(guān)不斷攻克的同時,技術(shù)上所給我們提出的難題也越來越復(fù)雜,甚至?xí)魬?zhàn)到一些最基本的法則。這讓我想到著名的天文學(xué)家史蒂芬·霍金在硅谷的時候進(jìn)行了一次演講,演講結(jié)束之后有人問他怎么看待目前集成線路的技術(shù)極限問題。
 
  盡管集成線路領(lǐng)域并不是他的專業(yè),但是他認(rèn)為瓶頸是存在的,類似于光的極限速度以及物質(zhì)的原子本質(zhì)。我認(rèn)為他是對的。我們現(xiàn)在就非常接近于集成線路的「原子」?fàn)顟B(tài),我們也在實(shí)現(xiàn)越來越快的運(yùn)行速度,但是并沒有達(dá)到光速的極限。這些都是一些最根本的法則,我現(xiàn)在還想不出來如何去達(dá)到它甚至是超越它。在接下來的幾十年里,我們面對的問題就是這個:挑戰(zhàn)達(dá)到甚至超越這些極限。
 
  Q: 一旦我們達(dá)到了這些極限之后會發(fā)生什么呢?
 
  Gordon Moore 當(dāng)我們一旦實(shí)現(xiàn)了這個目標(biāo)之后,很多事情都會改頭換面,發(fā)生質(zhì)的變化。我們再也不用削尖了腦袋就在想著設(shè)法讓東西變得更小,密度更高。在那個時候,我們已經(jīng)有能力將幾十億的晶體管放在一塊集成線路上。這會徹底打開完全不同于現(xiàn)在的科技創(chuàng)新天地?,F(xiàn)在,還有其他的一些的科技創(chuàng)新,它們所蘊(yùn)含的潛力甚至還會超越我們目前的集成線路。從納米科技走出來的一些科技產(chǎn)品已經(jīng)開始陸續(xù)登場,諸如用石墨單原子層的這種物質(zhì)也非常具有研究價值。我并沒有真的深入這些領(lǐng)域進(jìn)行觀察,并不能給你們預(yù)測到底哪個領(lǐng)域也會實(shí)現(xiàn)飛速突破,但是它們確實(shí)是集成線路領(lǐng)域并駕齊驅(qū)的「競爭對手」。也許它們會率先實(shí)現(xiàn)一些讓世界矚目的成績吧,畢竟,將幾十億甚至上百億的晶體管放在硅片上的技術(shù)難度簡直太大了。
 
  Q:當(dāng)我們所期望的技術(shù)進(jìn)步發(fā)生的時候,你覺得我們的世界會發(fā)生怎樣的變化?
 
  Gordon Moore 我們在未來的技術(shù)進(jìn)步速度將不會像過去幾十年中那樣迅猛。我想這對于任何一項(xiàng)技術(shù)來說都應(yīng)該是不可避免的現(xiàn)實(shí)。它的速度會逐漸放緩下來,甚至在未來的十年內(nèi)「摩爾定律」將逐漸退出歷史舞臺,這并沒有什么好奇怪的。
 
  同時,我也不會覺得在這個領(lǐng)域有什么天翻地覆的變化。只要有新的東西不斷涌現(xiàn),提供漸進(jìn)式的性能提升,它們替換固有的技術(shù)和產(chǎn)品的速度也就越快。當(dāng)我們的思路逐漸跟不上這些技術(shù)發(fā)展的時候,人們會停下追逐的步伐,覺得也許沒有必要每一年都要跟隨技術(shù)的潮流購置最新的技術(shù)和產(chǎn)品,也許可以用一種數(shù)字設(shè)備長達(dá)三年、四年甚至五年的時間。我覺得這個趨勢是不可避免的。
 
  Q: 正如你所說,確實(shí)存在一些物理上的極限,比如原子級別,光的速度。同時還有讓晶體管變得越來越小所隨之帶來的成本問題。你覺得我們會首先在哪個領(lǐng)域「撞墻」呢?是物理領(lǐng)域的技術(shù)極限?還是經(jīng)濟(jì)方面的成本問題?我想它們應(yīng)該是相互關(guān)聯(lián)的。
 
  Gordon Moore它們確實(shí)是相互關(guān)聯(lián)的。隨著電子元件的尺寸越來越精細(xì),它背后的成本會不斷上揚(yáng)。當(dāng)因?yàn)橐タ四承┘夹g(shù)難關(guān)所帶來的成本巨大到一定尺度之上的時候,技術(shù)創(chuàng)新在經(jīng)濟(jì)上就是不合理的了。事實(shí)上,現(xiàn)在有很多公司已經(jīng)決定在這個領(lǐng)域的研發(fā)上停止動作。只有我們少數(shù)幾個公司還在不斷地往里面砸錢。我想在未來的十年甚至二十年里,這個現(xiàn)狀會保持下去。并且我也相信,我們會遇到的首先是技術(shù)上的瓶頸。在無法將電子元件變的更小的時候,人們還是可以從成本上進(jìn)行一些壓縮的。并且,現(xiàn)在已經(jīng)正在逐步發(fā)生了。
 
  Q: 我在過來采訪之前告訴了身邊的一些朋友。想知道他們最想問你的問題是什么。其中有些人笑了笑,想讓我代表他們向您提問:究竟什么時候才能從這種狂亂中解脫出來嗎?你知道,他們都是每天被各種難題搞的焦頭爛額的技術(shù)人員,想著什么時候這種飛速發(fā)展的技術(shù)進(jìn)步能夠停歇下來。
 
  Gordon Moore哇哦,原來是這個問題。事實(shí)上,你可以選擇現(xiàn)在退休跑去夏威夷度假的。
 
  Q: 并且我覺得他們很快就會迎來這個結(jié)局的。
 
  Gordon Moore 是啊。這就是世間的法則。潮起潮落,不可能永遠(yuǎn)保持著一個勢頭一個速度的。技術(shù)創(chuàng)新本來就不是一個能夠輕松面對的行業(yè)。

(原文標(biāo)題:
Gordon Moore: The Man Whose Name Means Progress
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