發現背景
早在1959年，美國著名半導體廠商仙童公司首先推出了平面型晶體管，緊接着于1961年又推出了平面型集成電路。這種平面型制造工藝是在研磨得很平的矽片上，采用一種所謂“光刻”技術來形成半導體電路的元器件，如二極管、三極管、電阻和電容等。
隻要“光刻”的精度不斷提高，元器件的密度也會相應提高，從而具有極大的發展潛力。因此平面工藝被認為是“整個半導體的工業鍵”，也是摩爾定律問世的技術基礎。
1965年時任仙童半導體公司研究開發實驗室主任的摩爾應邀為《電子學》雜志35周年專刊寫了一篇觀察評論報告，題目是：“讓集成電路填滿更多的元件”。在摩爾開始繪制數據時，發現了一個驚人的趨勢：每個新芯片大體上包含其前任兩倍的容量，每個芯片的産生都是在前一個芯片産生後的18-24個月内。
如果這個趨勢繼續的話，計算能力相對于時間周期将呈指數式的上升。摩爾的觀察資料，就是後來的摩爾定律，所闡述的趨勢一直延續至今，且仍不同尋常地準确。
人們還發現這不光适用于對存儲器芯片的描述，也精确地說明了處理機能力和磁盤驅動器存儲容量的發展。該定律成為許多工業對于性能預測的基礎。在26年的時間裡，芯片上的晶體管數量增加了3200多倍，從1971年推出的第一款4004的2300個增加到奔騰II處理器的750萬個。
發現人物
戈登·摩爾（GordonMoore，1929-）：英特爾公司（Intel）的創始人之一。
1929年1月3日，戈登·摩爾出生在加州舊金山的佩斯卡迪諾。父親沒有上過多少學，17歲就開始養家，做一個小官員，母親隻有中學畢業。高中畢業後他進入了著名的加州伯克利分校的化學專業，實現了自己的少年夢想。
1950年，摩爾獲得了學士學位，接着他繼續深造，于1954年獲得物理化學博士學位。
1965年，發現“摩爾定律”。
另一種說法
摩爾定律雖然以戈登·摩爾（Gordon Moore）的名字命名，但最早提出摩爾定律相關内容的并非摩爾，而是加州理工學院的卡沃·米德（Carver Mead）教授。
米德是最早關注到摩爾定律所提出的晶體管之類的産量增加，就會引起其價格下降現象的。米德指出，如果給定價格的電腦處理能力每兩年提高一倍，那麼這一價位的電腦處理裝置同期就會降價一半。
定律驗證
廣義驗證
1975年，在一種新出現的電荷前荷器件存儲器芯片中，的确含有将近65000個元件，與十年前摩爾的預言一緻。另據Intel公司公布的統計結果，單個芯片上的晶體管數目，從1971年4004處理器上的2300個，增長到1997年PentiumII處理器上的7。5百萬個，26年内增加了3200倍。如果按“每兩年翻一番”的預測，26年中應包括13個翻番周期，每經過一個周期，芯片上集成的元件數應提高2n倍（0≤n≤12），因此到第13個周期即26年後元件數這與實際的增長倍數3200倍可以算是相當接近了。
要素驗證
也有人從個人計算機（即PC）的三大要素微處理器芯片、半導體存儲器和系統軟件來考察摩爾定律的正确性。
微處理器方面，從1979年的8086和8088，到1982年的80286，1985年的80386，1989年的80486，1993年的Pentium，1996年的PentiumPro，1997年的PentiumII，功能越來越強，價格越來越低，每一次更新換代都是摩爾定律的直接結果。與此同時PC機的内存儲器容量由最早的480k擴大到8M，16M，與摩爾定律更為吻合。
系統軟件方面，早期的計算機由于存儲容量的限制，系統軟件的規模和功能受到很大限制，随着内存容量按照摩爾定律的速度呈指數增長，系統軟件不再局限于狹小的空間，其所包含的程序代碼的行數也劇增：Basic的源代碼在1975年隻有4，000行，20年後發展到大約50萬行。微軟的文字處理軟件Word，1982年的第一版含有27，000行代碼，20年後增加到大約200萬行。有人将其發展速度繪制一條曲線後發現，軟件的規模和複雜性的增長速度甚至超過了摩爾定律。系統軟件的發展反過來又提高了對處理器和存儲芯片的需求，從而刺激了集成電路的更快發展。
摩爾定律并非數學、物理定律，而是對發展趨勢的一種分析預測，因此，無論是它的文字表述還是定量計算，都應當容許一定的寬裕度。從這個意義上看，摩爾的預言是準确而難能可貴的，所以才會得到業界人士的公認，并産生巨大的反響。
修正演化
修正
1975年，摩爾在國際電信聯盟IEEE的學術年會上提交了一篇論文，根據當時的實際情況，對“密度每年一番”的增長率進行了重新審定和修正。按照摩爾本人1997年9月接受《科學的美國人》一名編輯采訪時的說法，他當年是把“每年翻一番”改為“每兩年翻一番”。實際上，後來更準确的時間是兩者的平均：18個月。
演化
摩爾第二定律：摩爾定律提出30年來，集成電路芯片的性能的确得到了大幅度的提高；但另一方面，Intel高層人士開始注意到芯片生産廠的成本也在相應提高。1995年，Intel董事會主席羅伯特·諾伊斯預見到摩爾定律将受到經濟因素的制約。同年，摩爾在《經濟學家》雜志上撰文寫道：“現在令我感到最為擔心的是成本的增加，…這是另一條指數曲線”。他的這一說法被人稱為摩爾第二定律。
新摩爾定律：中國IT專業媒體上出現了“新摩爾定律”的提法，指的是中國Internet聯網主機數和上網用戶人數的遞增速度，大約每半年就翻一番。而且專家們預言，這一趨勢在未來若幹年内仍将保持下去。
主要意義
“摩爾定律”歸納了信息技術進步的速度。在摩爾定律應用的40多年裡，計算機從神秘不可近的龐然大物變成多數人都不可或缺的工具，信息技術由實驗室進入無數個普通家庭，因特網将全世界聯系起來，多媒體視聽設備豐富着每個人的生活。
由于高純矽的獨特性，集成度越高，晶體管的價格越便宜，這樣也就引出了摩爾定律的經濟學效益。在20世紀60年代初，一個晶體管要10美元左右，但随着晶體管越來越小，直到小到一根頭發絲上可以放1000個晶體管時，每個晶體管的價格隻有千分之一美分。據有關統計，按運算10萬次乘法的價格算，IBM704電腦為1美元，IBM709降到20美分，而60年代中期IBM耗資50億研制的IBM360系統電腦已變為3。5美分。
“摩爾定律”對整個世界意義深遠。在回顧40多年來半導體芯片業的進展并展望其未來時，信息技術專家們認為，在以後“摩爾定律”可能還會适用。但随着晶體管電路逐漸接近性能極限，這一定律終将走到盡頭。40多年中，半導體芯片的集成化趨勢一如摩爾的預測，推動了整個信息技術産業的發展，進而給千家萬戶的生活帶來變化。
未來前景
摩爾定律問世已40多年，人們不無驚奇地看到半導體芯片制造工藝水平以一種令人目眩的速度提高。Intel的微處理器芯片Pentium4的主頻已高達2G（即12000M），2011年推出了含有10億個晶體管、每秒可執行1千億條指令的芯片。這種發展速度是否會無止境地持續下去是人們所思考的問題。
從技術的角度看，随着矽片上線路密度的增加，其複雜性和差錯率也将呈指數增長，同時也使全面而徹底的芯片測試幾乎成為不可能。一旦芯片上線條的寬度達到納米（10-9米）數量級時，相當于隻有幾個分子的大小，這種情況下材料的物理、化學性能将發生質的變化，緻使采用現行工藝的半導體器件不能正常工作，摩爾定律也就要走到盡頭。
從經濟的角度看，正如摩爾第二定律所述，20-30億美元建一座芯片廠，線條尺寸縮小到0。1微米時将猛增至100億美元，比一座核電站投資還大。由于花不起這筆錢，迫使越來越多的公司退出了芯片行業。
日漸失效
毫無疑問，摩爾法則對整個世界意義深遠。不過，随着晶體管電路逐漸接近性能極限，這一法則将會走到盡頭。摩爾法則何時失效？專家們對此衆說紛纭。早在1995年在芝加哥舉行信息技術國際研讨會上，美國科學家和工程師傑克·基爾比表示，5納米處理器的出現或将終結摩爾法則。中國科學家和未來學家周海中在此次研讨會上預言，由于納米技術的快速發展，30年後摩爾法則很可能就會失效。前不久，摩爾本人認為這一法則到2020年的時候就會黯然失色。一些專家指出，即使摩爾法則壽終正寝，信息技術前進的步伐也不會變慢。
物理學家加來紀雄（Michio Kaku）是紐約城市大學一名理論物理學教授，稱摩爾定律在叱咤芯片産業47年風雲之久後，正日漸走向崩潰。這将對計算機處理進程産生重大影響。在未來十年左右的時間内，摩爾定律就會崩潰，單靠标準的矽材料技術，計算能力無法維持快速的指數倍增長。
加來紀雄表示導緻摩爾定律失效的兩大主因是高溫和漏電。這也正是矽材料壽命終結的原因。加來紀雄表示這與科學家們最初預測摩爾定律沒落大相徑庭。科學家應該能繼續挖掘矽部件的潛力，從而在未來幾年時間裡維持摩爾定律的生命力；但在3D芯片等技術也都耗盡潛力以後，那麼也就将達到極限。
各領域科學家以及産業分析師們都預測到了摩爾定律的失效。然而研究者們同時又提出，不斷進步的芯片結構和部件使得摩爾定律在今天依然有效。就連被稱作“建立在摩爾定律之上”的Intel公司宣布随着采用納米導線等技術的新型晶體管逐漸取代傳統的半導體晶體管，已經進入“大叔”級别的“摩爾定律”，将不能繼續引領電子設備發展的節奏。
最新發現
2012年10月28日，美國IBM研究所科學家宣稱，最新研制的碳納米管芯片符合了“摩爾定律”周期，依據摩爾定律，計算機芯片每18個月集成度翻番，價格減半。傳統的晶體管是由矽制成，然而目前矽晶體管已接近了原子等級，達到了物理極限，由于這種物質的自然屬性，矽晶體管的運行速度和性能難有突破性發展。
IBM公司的研究人員在一個矽芯片上放置了1萬多個碳納米晶體管，碳納米晶體管的電子比矽質設備運行得更快。它們也是晶體管最理想的結構形式。這些優異的性能将成為替代矽晶體管的原因，同時結合新芯片設計架構，未來将使微型等級芯片實現計算機創新。
研究人員發現，電子被捕獲進一個接口處具有一層氧化物或者金屬的半導體後就很容易被抽進空氣中，藏匿于該接口處的電子會形成一層電荷，而且該電子層内部的帶電粒子之間的庫倫排斥力也會使電子很容易從矽中釋放出來。他們通過施加很少量的電壓，有效地從矽結構中提取出了電子，随後再将電子置于空氣中，使它們能在納米尺度的通道内行進，而不會遇到任何的碰撞或者發生散射。
生物學應用
2013年，科學家将摩爾定律應用到了地球生命複雜性的研究上，他們的結果顯示，有機生命的存在時間遠超過地球本身。研究者将摩爾定律中的晶體管換成了核苷酸——生命遺傳物質的基礎——将電路換成了遺傳物質，進行數學計算。計算結果顯示，生命最早出現在100億年前，比地球45億年的預測年齡古老得多。研究者稱，在太陽系形成的時候，可能已經存在着類似細菌的生物體，或者一些存在于銀河系古老區域的簡單核苷酸，可能通過彗星、小行星或其他太空碎片來到地球。這一假說被稱為有生源說，又稱泛種論。有科學家認為，直到現在仍有生命以泛種論的方式進入地球。
