[苹果冲击波]⑧“摩尔时代”已终结…“半导体定律”的群雄争霸时代

by Paek Jongmin

Published 01 Apr.2023 14:18(KST)

Updated 15 Jan.2024 08:21(KST)

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“摩尔定律”提出者、英特尔创始人 Gordon Moore 去世
英特尔、苹果、英伟达自称继承者
为抢占未来半导体主导权角逐激烈

[苹果冲击波]是一档观察苹果进军半导体市场后所引发剧变现场的内容栏目。也许有人会想，“苹果怎么会搞半导体？”如今的苹果早已不只是生产智能手机和电脑的公司。自已故创始人Steve Jobs以来，经过长期努力，苹果已经设计出用于移动设备的、世界最高水准的半导体。如果说个人电脑时代有英特尔，那么在移动时代的半导体生态中，苹果已经成为食物链顶端的掠食者。在全球半导体供应链危机和大规模半导体生产线投资此起彼伏的当下，我们将细致梳理由苹果自研芯片掀起的半导体市场格局巨变与前景，拓宽读者的视野。[苹果冲击波]每周六与读者见面，连载超过40期后将结集出版。

英特尔创始人戈登·摩尔。英特尔供图

Gordon Moore（1929年1月3日～2023年3月24日），美国半导体企业英特尔的创始人，是全球半导体史上最为耀眼的名字之一。他于上周在94岁高龄辞世，与尘世的“硅世界”作别。

Moore正是“半导体的集成度每两年提升一倍”这一“摩尔定律”的提出者。他留下的这句话，对后辈来说几乎就是一枚“烙印”。要坚持，极其艰难；要放弃，又实在可惜。

Moore堪称公认的“半导体活历史”。他曾在半导体发明者William Shockley手下工作，随后与“八叛徒”一同创立了仙童半导体，并与Robert Noice一起独立出来创办了英特尔。Noice是英特尔首任首席执行官，Moore则是第二任。两人后来又录用了此后出任英特尔第三任首席执行官的Andy Grove，真正开启了半导体集成电路时代。尽管集成电路（IC）是由出身德州仪器的Jack Killby开发，但让其真正开花结果的却是英特尔。果断决定放弃在日本竞争中落于下风的DRAM业务的，也是Moore和Grove。

直到今天，以英特尔为首的多家半导体企业仍在竞争，力图延续摩尔定律。英特尔、三星、台积电正为兑现Moore的预言而不懈努力。与此相对，英伟达则宣告摩尔定律已经终结。苹果则寄望于制程工艺的改进，推出性能更高的芯片设计。在它们的激烈竞争中，半导体生态正朝着更高性能、更低功耗的目标不断迈进。

节节败退的英特尔：“能比过去做得更好”

英特尔首席执行官 Pat Gelsinger（右）在自己的推特账号上发布了与英特尔创始人 Gordon Moore 的合影并表达哀悼之情。

去年9月，美国《芯片与科学法案》（Chips Act）刚刚立法通过，美国半导体制造回流本土的期待情绪高涨。站在回流前线的Pat Gelsinger当时表示，“摩尔定律依然生机勃勃（alive and well）”。他称：“我们将在单一封装中集成约1000亿个晶体管，10年后则将集成1万亿个晶体管。”

半导体竞争的核心，是在肉眼难辨的线宽上不断提高电路集成度，同时还要进一步降低功耗。尽管“摩尔定律已终结”的主张不断出现，但在2021年作为“救火队员”回归英特尔的首席执行官Pat Gelsinger提出了每两年集成度提升超过两倍的“超级摩尔定律”，并自信地表示，未来10年摩尔定律将继续有效。Gelsinger还否认了前任英特尔首席执行官Brian Krzanich在2015年公开宣称“摩尔定律放缓”的说法，强调自己才是摩尔定律的真正继承人。Gelsinger深知摆在自己面前的道路何其艰难，但这条路无论如何都必须走下去。英特尔和“美国制造”半导体的未来系于他的业绩之上。

Gelsinger就Moore逝世所发布的文章同样展现了他的决心。他写道：“Moore曾说，凡事皆可更好（What can be done, can be outdone）。继承摩尔定律的英特尔将为把Moore和Robert Noice开启的事业做得更好而不断努力。”

然而现实却异常险峻。摩尔定律是综合半导体企业和晶圆代工企业共同面临的课题。先进纳米制程的发展速度出现延迟，而这在很大程度上是因为作为落实摩尔定律必备条件的光刻机发展滞后。由于缺乏能够在晶圆上描绘极微细电路图样的光刻设备，任何一家半导体企业都无法率先突围。打破这一壁垒的主角是荷兰的ASML。ASML在英特尔的技术和资金支持下开发出了极紫外（EUV）光刻设备，但真正抢占先机的却是台积电和三星电子。正当三星和台积电在3纳米制程上展开竞争时，英特尔却仍徘徊在10纳米制程，这便是原因所在。

“新兴强者”英伟达，在Moore逝世前夕仍称“摩尔定律已死”

黄仁勋英伟达首席执行官。英伟达供图

无论如何，围绕摩尔定律的守护之战，主要是英特尔、三星电子和台积电三方的竞争，几乎没有新的选手可以加入。然而，一股微妙的新趋势正在出现，一个出人意料的名字浮出水面——英伟达。这家由“身穿黑色皮夹克的男人”掌舵的公司，目前是全球半导体行业市值排名第一的企业。英伟达对摩尔定律的看法则截然不同。市值一度飙升至英特尔4倍的英伟达信心十足。如果说代表“半导体美国”的首席执行官Pat Gelsinger站在捍卫摩尔定律的一方，那么英伟达首席执行官Jensen Hwang则是“摩尔定律之死”的论者。直接生产芯片的英特尔坚称摩尔定律依然有效，而将生产外包给代工厂的无晶圆厂企业英伟达却给出相反判断。究竟谁的说法更接近事实？

如果说英特尔的努力主要集中在硬件层面，那么英伟达则走上了另一条道路。英伟达主张，摩尔定律在硬件层面已经死亡，而他们可以在软件层面将其精神延续下去。

就在Moore逝世前几天的上月21日，英伟达举办了“GTC2023”活动。在活动上，Hwang在与华尔街分析师的电话会议中表示：“通过通用中央处理器来实现的摩尔定律已经结束。”他自信地称，由英伟达设计的图形处理器（GPU）将承担起生成式人工智能和云计算时代的未来。如同搭载英伟达芯片的ChatGPT点燃了人工智能革命，今后半导体发展的主导权也将掌握在他们手中。

英伟达甚至与为其生产GPU的台积电携手合作。包括垄断EUV光刻机市场的ASML以及电子设计自动化（EDA）领域的领军企业Synopsys在内，三方将携手在半导体光刻工艺中引入加速计算技术。

其中，英伟达推出的软件“cuLitho”尤为引人关注。这是一款能够加快半导体光刻速度的软件。其宣言是：不再依赖中央处理器，而是通过图形处理器来绘制集成电路，从而在2纳米制程中抢占先机。

Hwang首席执行官自信地表示：“cuLitho将成为开发2纳米及以下这一最尖端制程技术的基础。”

苹果：“将追随真正的先知”

苹果首席执行官 Tim Cook 也悼念了 Gordon Moore 的逝世。他称 Moore 是“一位真正的先知”，并表示将追随他的道路。

还有一人也谈到了Moore的功绩——苹果首席执行官Tim Cook。Cook表示：“世界失去了一位名为Gordon Moore的巨人。他是打造硅谷的奠基之父（founding father）之一，是为技术革命开辟道路的真正先知（true visionary）。我们这些后来者都应心怀感激。”

尽管硅谷的诸多明星人物都在缅怀Moore，但Cook的发言尤为不同寻常。如今的苹果已非昔日之苹果。苹果已经成为威胁，甚至可能已经超越英特尔、AMD、高通的存在。被苹果自研芯片挤出局的英特尔案例，充分显示出现代半导体中心的重心正在转向何处。Jensen Hwang的自信亦是如此。考虑到作为无晶圆厂半导体企业的苹果所具有的地位，从Cook的发言中可以看出苹果延续摩尔定律的意志。苹果已经拥有合作伙伴——台积电。