1959年,美国著名半导体厂商仙童公司首先推出了平面型晶体管,紧接着于1961年又推出了平面型集成电路。这种平面型制造工艺是在研磨得很平的硅片上,采用一种所谓“光刻”技术来形成半导体电路的元器件,如二极管、三极管、电阻和电容等。[2]
只要“光刻”的精度不断提高,元器件的密度也会相应提高,从而具有极大的发展潜力。因此平面工艺被认为是“整个半导体的工业键”,也是摩尔定律问世的技术基础。
1965年时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇观察评论报告,题目是:“让集成电路填满更多的元件”。在摩尔开始绘制数据时,发现了一个惊人的趋势:每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量,每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18-24个月内。如果这个趋势继续,计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。 Moore的观察资料,就是现在所谓的Moore定律。其所阐述的趋势一直延续至今,且仍不同寻常地准确。人们还发现这不仅适用于对存储器芯片的描述,也精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。在26年的时间里,芯片上的晶体管数量增加了3200多倍,从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。
归纳起来,“摩尔定律”主要有以下3种“版本”:
1、集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番;
2、微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一半;
3、用一美元所能买到的计算机性能,每隔18个月翻两番。
以上几种说法中,以第一种说法最为普遍,第二、三两种说法涉及价格因素,其实质是一样的。三种说法虽然各有千秋,但在一点上是共同的,即“翻番”的周期都是18个月,至于“翻一番”(或两番)的是“集成电路芯片上所集成的电路的数目”或是整个“计算机的性能”,还是“一美元所能买到的性能”就见仁见智了。[3]
戈登·摩尔(Gordon Moore,1929-2023年3月24日):英特尔公司(Intel)的创始人之一。[13]
1929年1月3日,戈登·摩尔出生在加州旧金山的佩斯卡迪诺。父亲没有上过多少学,17岁就开始养家,做一个小官员,母亲只有中学毕业。高中毕业后他进入了著名的加州伯克利分校的化学专业,实现了自己的少年梦想。
1950年,摩尔获得了学士学位,接着他继续深造,于1954年获得物理化学博士学位。[4]
1965年,提出“摩尔定律”。
摩尔定律虽然以戈登·摩尔的名字命名,但最早提出摩尔定律相关内容的并非摩尔,而是加州理工学院的卡沃·米德(Carver Mead)教授。