摩爾定律（Moore's Law），源于英特爾公司的創始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）的預言——“半導體芯片上集成的晶體管和電阻數量將每年增加一倍。”后來把“每年增加一倍”改為“每兩年增加一倍”，實際上大家普遍把這個周期縮短到“18個月”。意味著每18個月，新一代芯片的性能會翻一番。或者說相同性能的芯片產品，每18個月價格會下降一半。
如圖1所示，縱坐標為晶體管數量，橫坐標為年份。該曲線表明，在1971~2011年，大概每兩年相同面積的中央處理器集成電路上的晶體管數量就增加一倍。需要注意的是，縱坐標從2300到10000再到100000，其實不成比例，如果嚴格按比例作圖，這將是一條非常陡峭的曲線，頁面將無法容納。
事實證明，在IT產業中，無論是晶體管數量、計算速度、網絡速度、存儲容量還是它們相應的價格，都遵循著摩爾定律。摩爾定律經成為描述一切呈“指數級”增長事物的代名詞，它給人類社會帶來的影響非常深遠：一方面導致軟硬件價格大幅下降，功能卻越發強大，而且設備體積越來越小；另一方面為信息產業的發展設定了基本步調，這也成為了整個信息時代的節奏。
谷歌公司前CEO埃里克·施密特（Eric Schmidt）在一次采訪中指出，如果你反過來看摩爾定律，一個IT公司如果今天和18個月前賣掉同樣多的相同產品，它的營業額就要降一半，IT界稱之為反摩爾定律。從這個角度來理解摩爾定律，不禁讓所有IT公司心中一寒——這意味著你付出同樣的勞動，卻只得到以前一半的收入。這也逼著所有的IT企業必須在較短時間內開發出下一代產品，趕上摩爾定律規定的更新速度。
當然，摩爾定律只是一個描述性規律，并不是一個理論定律。是摩爾通過觀察1959年到1965年之間的集成電路發展有這樣一種趨勢，歸納出來的定律。既然是歸納的，那人們不免總是擔心黑天鵝的出現。其實在歷史上，摩爾定律至少遭遇過四次大的危機。比如在1997年，摩爾本人就認為由于材料、漏電和光刻技術三方面的限制，50納米將會是摩爾定律的終點。結果這三個技術困難被一一解決了，不但50納米不是終點，歷經28納米、14納米、10納米，一直延續到今天的7納米、5納米。
在前面的專題中，我們說過通過縮小晶體管的尺寸來提升性能越來越難了，甚至很快就會達到理論極限。但摩爾定律關心的核心問題是芯片整體性能，我們其實有很多辦法可以進一步提高芯片性能，延續摩爾定律：
比如說，過去的晶體管都是在一個平面上排列的，那現在可以把它做成立體的。這就像過去都是平房，而最新的三維芯片可以蓋樓房，在芯片上做出很多層器件來，集成度可以進一步提高。存儲芯片已經做到128層，那都是高樓大廈了。
再比如說，原來計算機里面CPU、GPU、存儲器、圖形處理器、音頻視頻模塊都是各自單獨的芯片，那現在把它們集成到同一顆芯片上，模塊之間的距離更近了，信號傳輸更快，性能自然就提高了。
還有，通過優化算法也能更好地提升芯片的性能。在2020年6月，《科學》雜志上面發表了一篇論文。針對同一個計算問題，在同一臺計算機上，利用不同程序進行計算，計算時間竟然會相差六萬兩千多倍！最慢的程序只發揮了這臺計算機算力的百萬分之六。
從這個角度來看，通過硬件、軟件的協同發展，還是能夠讓芯片性能繼續每兩年提高一倍。在可見的未來，摩爾定律預測的發展趨勢依然正確。