マイコンやFPGAなどのLSIには、電気回路を構成する基本的な半導体素子であるトランジスタが数多く集積されています。ムーアの法則は、1チップに集積できるトランジスタの数を予測するための「法則」です（図１）。

具体的には、「１チップに集積できるトランジスタの数は、2年で2倍に増える」というもの。発表当初は、「１年で2倍」でしたが、実情に即して最初に論文を発表した10年後の1975年に「2年で2倍」にMoore氏自身が改めています（図２）。

ムーアの法則は、「法則」と呼ばれていますが、実は経験則です。Moore氏が論文を発表した当時、１チップに集積できるトランジスタ数は1年で2倍のペースで増えており、論文ではこのペースが当面は続くと述べてありました。それから数年間は、実際にその通りになりました。ところが、その後このペースが鈍化してきたことから、10年後に「2年で2倍」に改めることになったわけですが、さらにその後2000年ころまで、この「法則」の通りに１チップに集積できるトランジスタの数は増えました。

ムーアの法則が示したトレンドは半導体のビジネスに極めて大きな影響を与えました。このトレンドを先取りすることで、製品の競争力や付加価値を高め有利にビジネスを展開することができたからです。この仕組みを、もう少し詳しく説明しましょう。

一般的なLSIは、ウエーハと呼ばれる薄い円盤状の素材の表面にさまざまな処理をほどこして、微細な回路パターンを描いて作ります。この回路パターンを描く線の幅を狭くすればするほど、同じ面積により多くの回路を描くことができます。つまり集積数を増やすことができるわけです。一方、同じ規模の回路ならば、より小さな面積で実現できます。前者の場合は、同じチップ面積のLSIに、より多くの回路を集積することで付加価値を高めることができます。後者の場合は、同じ規模のLSIをより安価で実現できます。いずれを選択しても、市場におけるLSIの競争力を高めることができるはずです。

さらにパターンの微細化は、LSIのパフォーマンス向上という利点ももたらします。一般的なデジタルLSIに使われているトランジスタは、微細化を進めることで、より高速で動作するようになります。しかも、このときトランジスタで消費する電力も小さくなります。つまり微細化を進めることで、より効率よく動作するようになるわけです。

さらに重要なことは、微細化によってコストを下げたり、小型化を進めたり、さらにパフォーマンスの向上を図ったりすることによって、LSIの用途が広がることです。例えば、マイクロプロセッサは、かつてはコンピュータが主な用途でしたが、低価格化や小型化が進むとともにモバイル機器や家電製品などにも搭載されるようになりました。

大きなビジネスチャンスをもたらすことから、多くの半導体メーカーが、こぞって微細加工技術の開発に投資しました。この結果1970年代以降、半導体の加工寸法は年々小さくなりました。例えば、1970年代に10マイクロメートル（マイクロは100万分の１）だった最小加工寸法は、最近では約20ナノメートル（ナノは10億分の１）と桁違いに小さくなっています（図３）。