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半導體的製造與微型化,一直是我們這個時代最大的工程挑戰。如今,沒有一家公司能比台積電更精準地製造晶片。2020年,當全球因一種直徑約100奈米的病毒所造成的封城而動盪不安時,台積電最先進的Fab 18廠正在刻由微小電晶體所組成的微型迷宮,蝕刻出比新冠病毒的一半還小的圖案(約一個粒線體的百分之一)。台積電以人類史上前所未有的規模,複製這個製程。蘋果售出逾1億支iPhone 12,每一支都採用A14處理晶片,那晶片上刻了118億個微小電晶體。換句話說,iPhone 12內建十幾種晶片,在短短幾個月內,台積電的Fab 18廠就為iPhone 12內建的一種晶片製造了超過1萬兆個電晶體(1萬兆這個數字有18個零)。去年,晶片業生產的電晶體數量,比人類史上所有其他產業的所有公司生產的所有商品的總和還多。任何東西的產量都無法與之匹敵。
僅僅60年前,一塊頂尖晶片上的電晶體數量,不是118億個,而是4個。從1965年展望未來,摩爾預測未來十年將呈指數級成長,但這種驚人的進步速度如今已持續了半個多世紀。1970年,摩爾創立的第二家公司英特爾(Intel)推出一款可儲存1024條資訊(「位元」)的記憶體晶片,價格約20美元,亦即每個位元約2美分。如今20美元可買到一個儲存超過10億位元的隨身碟。
現在我們想到矽谷,腦中浮現的是社群網路與軟體公司,而不是讓矽谷得名的那個物質。然而,網路、雲端、社群媒體、整個數位世界之所以存在,都是因為工程師學會掌控電子在矽晶片上流動時的最小移動。要不是處理及記憶1與0的成本在過去半個世紀大降了10億倍,那些大型科技公司根本不可能存在。
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如今拜摩爾定律所賜,半導體嵌入每台需要運算力的裝置中——在物聯網時代,這意味著幾乎每台裝置都內建半導體。即使是汽車這種有百年歷史的產品,現在通常也內建價值上千美元的晶片。全球大部分的GDP都是由依賴半導體的裝置創造出來的。對於一個75年前還不存在的產品來說,這是一種非比尋常的進步。
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