天不生摩爾,半導體如長夜。
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AI、量子計算、Chatgpt……
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斷供、霸權、芯片極限…… 3 _( o' @ R/ M r0 r; \9 N/ X
當半導體走到嶄新的時代拐點,一手開創了時代的天才、巨人與教父們也紛紛走到自己的終點。3月24日,指引行業大半個世紀的一代傳奇,英特爾聯合創始人戈登·摩爾,也走了。 6 s$ y7 W; J8 k/ H& {$ y1 l
與他交好超過60年的張忠謀因此感嘆:“我的半導體第一代共同奮斗的朋友,已所剩無幾”。 ) `3 z7 P/ j8 ]" d/ d
【叛逆青年】
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1929年1月3日,戈登·摩爾在美國加州舊金山出生。父親是警察,母親只有中學學歷,摩爾拿到的是典型的“窮二代”劇本。 " O S# c) E: _1 `0 _2 G
摩爾細致縝密的個性,卻受到了爺爺的影響。爺爺曾在海上記錄航行日志,熱衷于測量、分析、統計,并將所有細節記錄下來,以隨時應對各種難以預知的變化。 2 }1 O6 F) U, ~
這讓摩爾也養成了一絲不茍筆記、思考的習慣。 * K3 p* c0 J1 l2 F( e
3歲看大、7歲看老。這樣的性格,讓摩爾足以沉穩地應對未來各種各樣的不確定性。
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11歲的時候,摩爾的鄰家玩伴收到了一份特殊的圣誕禮物:一套真正的化學裝置和化學試劑。孩子們完全可以自制許多稀奇古怪的東西,包括炸藥。
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這讓摩爾對化學徹底著了迷。1954年,他如愿從加利福尼亞大學伯克利分校畢業,獲得化學和物理學博士學位。 ; o4 W9 `* e0 [9 H0 s
大學期間,摩爾與妻子貝蒂相知相遇,成為從大學牽手到相伴終老的深情伉儷。 0 Q; m7 F) U, c9 Q* @6 y
1956年,摩爾迎來了命運的轉折,進入“肖克利半導體實驗室”工作。 ; A5 m2 N6 O% X/ x" N0 @! ^2 q8 P/ S
作為鼎鼎大名的“晶體管之父”,肖克利于1956年斬獲諾貝爾物理學獎。能追隨這位天才人物,自然是無上榮耀。當時,肖克利將包括摩爾在內的八位青年才俊納入麾下,都摩拳擦掌憋著要干一番大事業。 ( i& S6 o- n9 K% Y7 F4 h
但肖克利卻對公司管理一竅不通,而且自以為是,經營目標也一變再變。結果折騰一年多,什么也沒干出來。 4 G& r; E* ?! Z$ M' Z3 T4 f( y
性子急、火力壯的“八才俊”覺得,再也不能這么混下去了。 ' d+ {8 t! A; ?/ i, p
1957年9月18日,“八才俊”正式提出辭職,將這位學術泰斗惹得勃然大怒。肖克利認為,“八才俊”剛掌握晶體管技術就叛出師門,簡直“欺師滅祖”,直斥其為“八叛徒”。 ▲著名的硅谷“八叛徒”,左一為戈登·摩爾
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叛徒就叛徒吧!畢竟,世界是年輕人的。
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“八叛徒”火速另起爐灶,成立了“仙童半導體”,短短半年后就開始盈利。但1959年,“八叛徒”也開始了分崩離析。
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直到1968年,摩爾和諾伊斯、格魯夫才一起離開了仙童,創辦了一家存儲芯片公司。這就是日后威震世界的英特爾。
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作為半導體行業的先驅,摩爾由此開始掀起了一場前所未見的芯片革命。 ' E. u+ q; W6 L6 A I' r$ Y( h C3 m' h* n
【光輝歲月】 4 A2 f9 }1 S4 S2 K2 ]2 O; e. H8 j \
2005年,功成身退的摩爾在接受《財富》雜志采訪時,自稱其實是一位“偶然的企業家”。 , n7 Q) Y" i* v2 N1 E4 O$ [: B( S9 }$ T
共創英特爾摩爾和諾伊斯、格魯夫,號稱“三駕馬車”。其中,格羅夫掌管公司管理運營,是“踢屁股的人”;諾伊斯擁有堅實的芯片工程理論基礎;摩爾則是天生的實干家,善于將諾伊斯天馬行空的創意真正落在實地。 ' O1 J% K4 J1 D/ q
“三位一體”的完美架構,讓英特爾在微處理器領域橫勇無敵,為PC時代開辟了未有人走過的道路。
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更有人認為,摩爾是“八叛徒”之中最具天賦遠見的技術領袖。
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因為1979年,直到摩爾成為英特爾董事長兼CEO,才開始真正展現出其商業領袖的決斷能力。 / D& q7 N+ F/ w. A
上世紀80年代,日本在半導體內存領域實現對美國的反超,導致英特爾高層在戰略上產生了巨大的分歧:究竟是在內存領域發起一場“新太平洋戰爭”,跟日本人殊死一搏;還是另辟蹊徑,進行差異化競爭?
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但這是一個爭論不出結果的問題。 4 A4 r' S- U, a* \2 k
1985年的一天,格魯夫走進了摩爾的辦公室。他凝望望著窗外向摩爾問計:“如果我們被裁,董事會請來一位新CEO,你覺得他做的第一件事是什么?” * h( d f& ^% C* w" s
摩爾稍加猶豫答道:“他會放棄半導體內存。”
# @* q- B: W: f _" R8 W$ I格魯夫想了想:“那就讓我們親自來做這件事吧。” 6 ^( C& ?5 d3 w- l }
就這樣,英特爾壯士斷腕,徹底放棄了內存,將戰略沖鋒口集中在微處理器(CPU)上。
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這不啻為一場“豪賭”。但事后證明,在這個英特爾生死攸關的戰略轉折點,格魯夫和摩爾“賭”對了。
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兩年后,英特爾聯合康柏推出比IBM快三倍的386計算機,再次成為芯片霸主。 6 j; W* b! y7 H$ |
整個摩爾時代,英特爾在微處理器賽道上成了一騎絕塵的存在。 * R& ^& D, m0 {: A. g
有人因此評價,沒有諾伊斯,英特爾成不了大公司;沒有格魯夫,英特爾難有高效率;沒有摩爾,英特爾則實現不了技術領先。 # i: B8 N, D: u6 T# S V
1989年,摩爾“深藏功與名”,從英特爾董事會主席的位置上退了下來。
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但此后長達30多年的時光里,人們依然見證了英特爾從486、奔騰(Pentium)到i5、i7的強勢崛起。 * L0 y* J/ n- t" \% |
因為整個半導體行業,根本逃不脫“摩爾定律”。
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【摩爾定律】
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1965年,在創立英特爾之前,摩爾就提出了大名鼎鼎的“摩爾定律”,即:
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當價格不變時,集成電路上可容納的晶體管的數目,大概每隔24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。
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實際上,摩爾只是想通過“摩爾定律”傳達出一個重要信息,隨著芯片上的晶體管越來越多,電子產品都會變得越來越便宜。
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雖然并不是物理定律,但半個世紀以來,“摩爾定律”成為了統治半導體行業進化速度的“天條”。 ; @) F0 ]& X) P; x5 k
所有硅谷公司,都緊盯著“摩爾定律”這個“節拍器”。一旦你能跟上節奏,說明能取得成功;否則競爭對手將迅速超越你。 # c' c; G* w! r/ W. p2 \
幸運的是,它幾乎完美揭示了半導體技術的進步速度。加上激烈的行業競爭,“摩爾定律”甚至成為驅動半導體行業指數級增長的動力,直接引爆了PC和互聯網時代。
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對于“摩爾定律”的應驗,摩爾在2005年接受采訪時曾深表欣慰:
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“能在正確的時間出現在正確的地方,真是太好了……從我們無法制造單個硅晶體管的時代,成長到將17億個硅晶體管放在一個芯片上的時代!這是一次非凡的旅程。”
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但近年來,伴隨半導體工藝逼近物理極限,摩爾定律出現放緩,甚至不乏“摩爾定律已死”的聲音。
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其中,又以英偉達創始人黃仁勛的看法最堅定。 + ?# k2 m$ N1 `9 }: t( n
在黃仁勛看來,芯片制程正接近物理極限,1nm對于硅基芯片而言就是終點。越先進的制程意味著越高的成本,摩爾定律已經不適用。 / e6 B1 z: i2 G
事實也確如黃仁勛所言。14nm以下的先進制程,晶體管密度增速在放緩,芯片主頻提升速度在變慢。2005年之前的20年,微處理器性能提升了近1000倍;但此后十多年,芯片性能的提升已然失速。
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而對“摩爾定律已死”的說法,摩爾本人不但極盡謙卑,也不以為意。 " r0 k. O6 x' E
2008年,當被問及“您的什么成就可以傳承”時,摩爾略加思索后表示:“只要不是摩爾定律就行。” 0 z3 C* Z. Y) {! _! W& f& g$ A. Q
2015年,“摩爾定律”發表50周年之際,摩爾接受《紐約時報》采訪時再度直言不諱:“摩爾定律”不會永遠持續下去。 ) Y1 V$ v; X: g" i
但英特爾現任CEO基辛格卻堅定不同意,認為“摩爾定律”依然“活”得很好。 ) w/ c' f5 @# ~2 O- n+ ~
哪怕摩爾大神仙逝了,基辛格在悼詞中依然表示“要持續不斷繼續研究它,直到元素周期表耗盡為止”。 ' n9 L+ M- d5 M' M
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為了證明“摩爾定律”活得越來越好,英特爾還提出IDM 2.0戰略,要開啟制程工藝大跨越,保持摩爾定律有效性,并在2025年重新取得制程技術的領先地位。 1 ?( R T" P- r! }8 }
但其他人顯然不這么認為。 ; Q5 u3 q" o4 o: W, K% F" p/ e+ Q
因為伴隨AI、量子計算等新技術的加速,人們對“摩爾定律”有了新的定義。
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比如,IBM在2019年宣布量子性能的“摩爾定律”:如果要在10年內實現量子霸權,要每年將“量子體積”至少增加一倍。 # M8 `% I( j7 e4 q1 R; k
伴隨ChatGPT爆火,“ChatGPT之父”、OpenAI 首席執行官山姆·阿爾特曼(Sam Altman)也在今年2月表示:“新版摩爾定律很快就要來了,宇宙中的AI智能每18個月要翻一倍。”
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在“后摩爾時代”,超越摩爾定律,才是對摩爾最大的致敬。 3 I( _8 `; ?5 [
【人格魅力】
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1996年,正逢微處理器發明25周年,英特爾決定讓CEO格魯夫在世界計算機博覽會(Comdex)上發表一下對未來的行業預測。
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本來是一場你好我好大家好的懇談會,但一聊到晶體管絕緣層厚度的專業問題時,格魯夫卻和一位憨憨的院士產生了巨大分歧,當眾展開了一場唇槍舌戰的交鋒,場面一度非常難堪。
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最后,還是摩爾這位“大長老”親自出手,通過冷靜深邃地闡述洞見,讓所有人在心悅誠服中,終結了這場差點失控的論戰。 5 w0 G8 r8 u# g8 R) E
對于摩爾的人格魅力,英特爾全球研究院前院長王文漢博士的評價是: 5 @' k' [3 r5 C p6 K0 A/ s7 B
“他是正派的好人,真正的大師中的大師。”
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在英特爾,格魯夫強悍的統治風格,深深地烙印在企業文化的基因里。但與此同時,“摩爾定律”又是不容置疑的“公司圣經”。 ! ?/ Y3 t6 e2 a, V
這讓英特爾既具備格魯夫強悍進取的作風,使之極具前進的野心和動力,又不至于因為過于狂暴而翻車,因為摩爾的深邃冷靜能對其有所約束。
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因此,摩爾才被英特爾視為最具卓越領導力和謙遜正派品質的靈魂人物。 1 H3 K& V2 y$ a; X% N
這樣的評價,并非言過其實。
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2022年,摩爾以95億美元財富,位列《福布斯全球億萬富豪榜》第214位。他大部分的財富,都來自英特爾的股權。
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但早在2000年,摩爾就和妻子創立了“戈登和貝蒂·摩爾基金會”,不斷剝離資產,捐贈股票。2012年,摩爾更承諾將一半以上財富捐獻給慈善事業。 - b _3 c/ w4 t; e! }0 S* d3 g+ }
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如今,摩爾駕鶴西去。基金會的總資產達到了80億美元,累計捐贈高達51億美元。 $ }2 i% h f) v1 C! Q y
當然,摩爾的一生也并不是算無遺策。 0 ?- { `) K# P% X' _
上世紀80年代,張忠謀返回中國臺灣創立臺積電,創意出芯片代工產業找摩爾支持,摩爾毫不掩飾地給予了否定: ( k. x& |" Q1 a
“你提過很多好主意,但這個概念不算。”
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戲劇的是,三十年后,當臺積電不斷將芯片制程推向巔峰之后,張忠謀也直接了當: ( P* ~0 ? Q1 k- K
摩爾定律已死。 |