1965年，摩尔以一个从化学领域半路出家的电子工程师的身份，做出了“集成电路上能被集成的晶体管数目将会稳定增长”的预言，并在之后将这个速率界定在每两年倍增一次上，并且估计，电子产业将在那之后数十年内保持着这种势头。

　　半导体行业也正像他所估计的那样，在近年来一路高歌勇进地向前发展。电子工程师们持续缩小晶体管的规格，并且与此同时，让这些计算机芯片的性能精度和功能广度与日俱增。

　　在第一个十年里，半导体行业遵循摩尔定律发展，主要归功于那些天才工程师的努力和制造生产工艺的进步。当然，基础科学知识的关键作用也是值得记上浓墨重彩的一笔。而到了今天，当研究人员设法保持与创始一代相同的进步速度的时候，基础科学的重要性更加不言而喻。

　　1940年，在新泽西州默里希尔的贝尔实验室中问世的晶体管为半导体理论的发展奠定了基础。在随后的技术发展与更新中，科学上的研究突破一直在起着非常关键的作用。值得一提的是，在1970年俄罗斯物理学家尼古拉·巴索夫（Nikolay Basov）和合作者开发了可用于蚀刻硅制晶体芯片上微电路图案的准分子激光器。

　　上世纪90年代开始，技术界开始呼吁科学研究领域的进一步创新。在那时，通常的发展方向是晶体管变得更小，速度和能源效率更高。但当组件达到约100微米的数量级时，小型化开始产生相反的效果，也就是说，当晶体管大小减小时，它的性能开始不受控制地恶化。芯片制造商，如摩尔当年和他人共同创立的英特尔，以及IBM，再次开始正视通过基本科学手段来提高晶体管材料的性能的这条路子。他们得到的主要帮助来自凝聚态物理学家。他们在几十年以前就已经清楚地认识到，硅在其晶格被拉伸时――例如，将它放置在一个原子之间有不同的间距的晶体分层上的时候，其导电能力会得到极大的改善。工程师将这种应变的硅引入芯片中是从本世纪开始的，因为这项发现的支持，摩尔定律还将会在未来一段时间内保持着它的正确性。

　　目前，最先进的微处理器的晶体管只有14纳米宽，摩尔定律走到现在，最终开始对物理极限发起挑战。尤其是超低温环境中的产热已成为令人关注的研究方向。它已经造成一种形式的摩尔定律――计算机发展的指数加速度――要停顿下来。耗电芯片也限制了移动设备在电荷之间保持长时间（比如几个小时）稳定的能力。

　　先进材料，比如氧化铪的引进，即使它只是几个原子层的厚度，也可以为材料提供绝缘性质，设法保持芯片在绝对零度范围内保持较低的温度。科学家们作出的英雄般的努力还可能带来一两个规格更小――或许5纳米大――的晶体管，但进一步的性能改进将需要从根本上引入新的物理理论。

　　我们将要被引向何方？利用量子隧穿效应制造晶体管？还是让那些电流运输自旋的量子而不是电荷？世界各地的实验室正在测试新型的方法和材料，以求最大限度地减少能源消耗。可以利用的一个途径是原子集合拓扑性质的固有稳定性：以类似于古代结绳计数法的方式进行信息编码，实现在现代技术中的应用。还有一些研究者受到可塑性极强的大脑神经元网络启发，开始尝试在电子领域应用基本神经电路体系结构。

　　在物理实验室能够被证明的理论并不一定能够转化成支持大批量生产的东西。至少直到今天，大多数的此类尝试还是不可避免地成为空中楼阁。社会应该对科技保持信心，总有一天，基础物理学将以某种方式使进一步发展成为可能。如果我们真的找不出一个反例来证明摩尔定律的不成立，大概戈登·摩尔也应该会感到骄傲吧。