摩尔定律：经济现象的预测与变化

美国向东亚转移半导体技术，东亚也在持续不断地为美国的半导体产业贡献人才。移民是建设硅谷的重要力量，“八叛逆”中就有三个人是第一代移民，东亚移民又是硅谷移民中最重要的一部分。加州因为与东亚距离较近而成为亚裔最喜欢移民的美国州，这也是硅谷得以崛起的一个非常重要的地理因素。萨支唐就是最早来到硅谷的华人之一。

萨支唐1949年从福州英华中学毕业，然后赴美深造。从斯坦福大学电机工程系博士毕业后，他加入肖克利的公司。萨支唐出身于中国近现代史上赫赫有名的萨氏家族，萨氏一门中最有名的是曾经担任过民国代理总理的萨镇冰。萨镇冰有个堂侄孙叫萨本栋，萨本栋是厦门大学的第一任校长。萨支唐即是萨本栋的儿子，如今是厦门大学物理与机电工程学院的教授。萨本栋和萨支唐父子两代都是院士。

1959年，萨支唐也从肖克利的公司跳到了仙童，在摩尔的领导下进行芯片技术的研发。萨支唐与下属弗兰克·万拉斯共同在MOSFET的基础上发明了“互补金属氧化物半导体场效应管”（CMOSFET）。所谓的“互补”，就是把N型和P型两种MOSFET组合成一个CMOSFET。CMOSFET在逻辑状态转换时才会产生大电流，在静止状态时电流几乎为零，所以功耗非常低。此外，CMOSFET还具有速度快、抗干扰能力强等优点。然而，仙童因被远在美国东海岸的母公司拿走多数利润而缺乏再投资的能力，只好宣布在没有确切实验数据之前不会采用这项技术。后来，是美国无线电公司引领了互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的应用，分别在1966年和1974年研制出首块CMOS芯片和首个CMOS微处理器。

在肖克利发明双极型的结型晶体管后不久，单极型的结型场效应晶体管（Junction Field Effect Transistor，JFET）就被发明了出来。但一直要到CMOS工艺发明以后，场效应管（FET）才在与双极型晶体管的竞争中取得优势。双极型晶体管制作工艺复杂、功耗较大，优点是速度快且耐用，比较受军队和航天系统的青睐。有了低成本且功耗极低的CMOSFET，才有可能实现在一块很小的硅晶片上集成更多的晶体管也不会发热，芯片才可能在消费电子市场上获得广阔的发展前景。CMOS工艺成为芯片制备的主流技术，此后无论芯片制造发展到哪一个技术节点，其根本技术原理都离不开它。除了芯片，CMOS在数码摄像器材的感光元件等领域也有广泛的应用。

CMOSFET的发展，给了摩尔极大的灵感。他意识到，有了这一技术的加持，晶体管也许可以越做越小。(www.xing528.com)

基尔比制作的第一块芯片上仅有20个左右的电子器件。到1965年，也就是芯片问世的第七年，摩尔观察到了一个现象：晶体管的尺寸在不断地缩小，这使得一个同样大小的芯片可以封装更多的电路。芯片上的晶体管^[1]密度，每隔一年就能翻上一倍。晶体管随着尺寸缩小，几乎所有的指标都改善了，单位成本和开关功率消耗下降，速度提高。这意味着芯片的性能也成倍地增长。摩尔预言：“集成电路将带来诸多奇迹——家庭计算机、自动控制的汽车以及个人便携式通信设备。”摩尔将他的观点写成一篇以《让集成电路填满更多的组件》为题的文章，发表在《电子学》杂志上。后来人们把他的这一观点称为摩尔定律。需要说明的是，其实仅有存储器和处理器芯片是严格遵循摩尔定律发展的，其他芯片如模拟芯片^[2]的发展速度明显不可能遵循摩尔定律的要求。

在当时，摩尔的预测听起来就像是科幻小说。连他本人都认为，这个增长速度不会一成不变地永远继续下去，还有十年至十五年就会发生变化。要知道，摩尔定律实际上并不是一条严谨的、客观的物理定律，只是对一种经济现象的主观描述或者预测。摩尔定律也并非一成不变。后来，摩尔定律被修正为每18个月翻一倍，再后来又修正为每24个月翻一倍，到如今速度明显更慢。正确说法应该是，摩尔定律是一个自我实现的预言，正是因为摩尔和诺伊斯创办的英特尔领导着全球芯片产业界几十年如一日地朝着摩尔定律的方向努力，一次又一次地越过巨大的技术瓶颈，才造就了摩尔定律持续五十多年的奇迹。

至于摩尔本人，意识到仙童不仅不可能跟得上摩尔定律的发展速度，而且仙童付给他的薪水的增长速度更慢。仙童刚创立的时候，“八叛逆”每个人都分到了7.5%的股份。在这之前，所有著名的信息技术（IT）公司，如IBM、摩托罗拉和德州仪器等，都乐于给员工丰厚的待遇，但从来没有给员工股权的习惯。诺伊斯很感慨地说：“像我这样的人本以为这辈子只是上班挣工资的命，突然间，我们竟然得到了一家新创公司的股份。”股权激励的作用是惊人的，仙童仅用了6个月就开始盈利。到1967年，公司营业额已接近2亿美元。可是，菲尔柴尔德按照事先的约定用300万美元收回了所有的股权。于是，仙童的那些半导体精英们再次陆续“出逃”，像蒲公英一样将芯片技术的种子撒遍了硅谷。在仙童之后，资本方才开始重视给精英员工股份或期权。加上加州法律对将老东家技术带走创业的离职员工一向很宽容，这才有了今天硅谷的繁荣。

1968年，摩尔和诺伊斯离开了仙童，创办了英特尔（Intel）。公司名称来自“集成电子学”（Integrated Electronics）的缩写。投资家阿瑟·洛克仅用48小时就为英特尔筹足了250万美元的初始股本。新生的英特尔要做什么产品呢？他们把目光投在了计算机使用的存储器芯片。他们相信，只要产品能够跟上摩尔定律的节奏，英特尔就能横扫所有竞争对手。