2023年3月24日，半導體產業界的傳奇人物、英特爾共同創辦人高登．摩爾（Gordon Moore）在美國夏威夷家中，走完他94歲人生。早期半導體業界大老已經幾乎凋零殆盡，目前活躍在半導體產業的「大神」皆是新一輩的菁英，如輝達（NVIDIA）執行長黃仁勳、英特爾執行長基辛格（Pat Gelsinger）、超微（AMD）執行長蘇姿丰等。
半導體界傳奇人物，回顧摩爾的94歲旅程
摩爾於1954年取得美國加州理工學院（California Institute of Technology）物理化學博士學位，之後在約翰霍普金斯大學（Johns Hopkins University）應用物理實驗室做「博士後」研究。
學有所成的摩爾，後來被電晶體共同發明人威廉．蕭克立（William Shockley）找來加入蕭克立半導體實驗室（Shockley Semiconductor），開啟他進入半導體的契機，並且將半導體事業作為他一生的「職涯」。
蕭克立原任職於貝爾實驗室，他與布萊頓（Walter Brattain）、巴丁（John Bardeen）三人為同事。布拉頓與巴丁於1947年發明點接觸電晶體（Point-contact Transistor），他們申請專利時未將蕭克立列入，引起蕭克立的不滿。蕭克立認為他早期的構想，是啟發布、巴兩人發明電晶體發明的「引子」，布、巴兩人未將他列入發明人，讓他很不滿。
蕭克立受到刺激，秘密研究另一種電晶體。1951年蕭克立獲得接合式電晶體（Junction Transistor）發明專利。從實用的觀點來看，蕭克立的接合式電晶體，比點接觸電晶體更容易製造，也更有商業價值。
由上述的經歷，大家可以看出蕭克立是一位不容易相處的人，他應該有「恃才傲物」的傾向。1956年肖、巴、布三人同時獲得諾貝爾物理獎。
也是在獲得物理獎的當年，蕭克立返回加州在「山景城」（Mountain View）附近，創立蕭克立實驗室，由於蕭克立頂著諾貝爾獎的光環，吸引很多「天才」加入他的實驗室，摩爾也是其中的一員。
但由於蕭克立很不好「相處」，因此實驗室創立的隔年就有8位員工離開，接受「快捷相機及儀器」（Fairchild Camera and Instrument）150萬美元的投資，共同創立快捷半導體（Fairchild Semiconductor），這8名員工包括摩爾以及後來與摩爾一起創辦英特爾（Intel）的諾伊斯（Robert Noyce），他們被蕭克立稱為「八叛徒」。
摩爾預測電晶體數目成長，成為業界定律
1965年4月19日，時任快捷半導體研發總監的摩爾，在《電子》（Electronics）雜誌發表一篇文章。在此文章中，他預測IC將可整合愈來愈多的電子元件，摩爾預測IC含電晶體的數目，每年將增加1倍。
這種「幾何級數」般的成長，是非常驚人的。摩爾發表文章當年，每顆IC僅容納約50個電晶體，57年後最先進的IC每顆可容納數百億個電晶體，真是令人嘆為觀止。
摩爾的預測，被大家稱為「摩爾定律」，循著每年1倍的腳步，IC快速推動現代科技的進展。
「八叛徒」成立的快捷半導體，由於當時大家缺乏經驗及對半導體產業的遠見，在股權的架構上，技術者沒有享受到公司發展的龐大利益，因此紛紛離開快捷半導體。
摩爾與諾伊斯於1968年離開快捷半導體，兩人在加州山景城（Mountain View）附近創立英特爾（Intel）。Intel是取Integrated Circuits（積體電路）前幾個字母的縮寫。英特爾之後在半導體產業大放異彩，曾經有30多年，高居全球半導體公司營業額最高的公司。
半導體包含哪三大類？
在此我們對半導體與IC，做一個簡單的說明。半導體包括積體電路（IC）、分離式元件及光電半導體三大類。由於IC占半導體產值80%以上，因此通常大家談論到半導體，大部分就是指IC。
分離式元件包括電晶體、二極體及閘流體三大類。
光電半導體主要包括發光元件、受光元件、複合元件及光電元件等。我們熟知的CMOS影像感測器，就屬於光電半導體的範疇。
創立英特爾投入微處理器開發！延續自己預測30年
摩爾與諾伊斯創立英特爾後，安迪·葛洛夫（Andy Grove）隨後也加入英特爾，成為英特爾的第三位員工。葛洛夫後來成為英特爾的CEO，在他的領導下，英特爾業績蒸蒸日上，成為全球最主要的半導體公司。
1971年，英特爾推出4004微處理器，這是英特爾第一顆商用微處理器，也是全球第一顆商用微處理器。4004能執行4位元運算，內含2,300個電晶體，以10微米製程製造。
1970年代英特爾的主力產品是DRAM、SRAM記憶體，之後由於日本廠商加入，市場競爭加劇，利潤降低，英特爾開始將業務重心轉向微處理器。
幸運的是，IBM選用英特爾的8088微處理器作為IBM PC的CPU，奠定英特爾成為PC處理器霸主的地位，也讓英特爾成為全球最大的半導體公司。
英特爾1979年推出的8088微處理器，使用3微米製程製造，內含約2.9萬個電晶體，是一顆8/16位元（內部暫存器為16位元，外部資料匯流排為8位元）微處理器。
1965年摩爾提出預測時，每個IC內的電晶體數目約50個電晶體，1971年問世的4004，內含電晶體數目增加到2300個，約略循著摩爾預測的腳步。
1975年摩爾修正已經被大家稱之為「摩爾定律」的內容，摩爾說IC內含電晶體數目，增加的速度會減半，由「每年」增加一倍，改為「每兩年」增加一倍。
之後摩爾在英特爾的同事大衛豪斯（David House），將摩爾的說法調整，他認為每18個月，IC內含電晶體的數目就會增加一倍。
1975年摩爾出任英特爾總裁兼CEO，1979年摩爾擔任英特爾董事長兼CEO。1987年葛洛夫接替摩爾出任英特爾CEO，摩爾續任董事長。2001年摩爾依自己設立的退休年齡制度，從英特爾董事會退休。
鉅資投入研發！指數級成長的摩爾定律能否延續？
2015年，摩爾參加一場紀念摩爾定律創立50周年的活動時表示，摩爾定律總有一天必定會終止﹐沒有像這樣指數級的事物會永遠繼續下去。
2022年發表的蘋果A16處理器，內含160億個電晶體，1971年發表的4004微處理器僅內含2300個電晶體。A16電晶體的數目，約為4004電晶體數目的696萬倍左右。半導體科技的飛躍進步，也只有摩爾定律這種「指數級」的預測方能「正確地」描述。
半導體製程技術進入3奈米、2奈米後，面臨不少「物理極限」的挑戰。進入「原子」大小的製程節點，半導體公司必須克服許多困難。從製程設備、材料到引進新觀點、新科技，這些需要有深厚的技術基礎、強大的財務資源以及市場的需求作為後盾。
現在全球半導體產業中，只有台積電、三星電子及英特爾這三大半導體公司有能力、資源投入半導體尖端製程科技的開發，延續摩爾定律。在這三大半導體巨頭激烈的競爭下，半導體製程技術的發展，應該可以沿摩爾定律的軌跡，挺進「埃米」級製程。
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責任編輯：林美欣
