二战结束前，计算机都是极其复杂的机器，体积庞大，占据整栋建筑，由众多机械和电子元件构成。IBM 的托马斯·沃森在 1943 年估计，全球计算机市场规模将非常有限——因为计算机的设计和制造需要数年时间，因此是极其稀有且昂贵的机器。

1945年，晶体管被发明出来，计算机终于变成了体积更小的电子设备。但制造和设计计算机仍然是一项非常复杂的工作。

1958/59年，首批集成电路问世，它将多个电子元件集成在晶圆上，而非使用独立的元件。这预示着将整台计算机印制在芯片上的潜力。

1971 年，第一款微处理器 Intel 4004 问世——它本质上是第一台打印出来的计算机。但 4004 及其后续产品仍然是手工设计的，其原理图也是手工绘制的。4004 的出现使得计算机的大规模生产成为可能，但其设计蓝图的绘制方式与计算机发展初期相比并没有发生太大变化。

1980 年，施乐帕克研究中心的卡弗·米德和林恩·康威发表了一篇名为《超大规模集成电路（VLSI）系统导论》的论文，其中描述了一种全新的芯片设计范式。他们摒弃了传统的以图形方式描述微处理器上所有元件和连接的方法，提倡使用抽象规范语言来描述芯片的功能，然后让软件来设计实际的物理布局。

这彻底改变了芯片的设计方式，并催生了整个电子设计自动化（EDA）工具领域，而 EDA 工具正是摩尔定律的关键驱动力。EDA 工具使芯片设计人员能够专注于高级功能，并消除了手动布局工作中容易出错的繁琐环节。芯片结构的复杂性开始飞速增长，加之芯片光刻工艺的进步，最终促成了计算机行业的革命性变革。

为了使 3D 打印充分发挥其潜力，我们需要以类似的方式革新物体和机械的设计范式。目前，CAD/CAM 工具基本上要求设计者手动描述构建过程的每一个步骤，这与早期芯片设计者所做的图形化布局工作类似。现有工具的自动化和生成功能极其有限，与 Mead 和 Conway 在《超大规模集成电路系统导论》中描述的突破性进展相去甚远。

如果我们想要迈向更高层次的复杂制造，并推动工业生产遵循摩尔定律，就需要大幅降低利用计算机生成和计算机模拟设计工具设计复杂物体和机械所需的工作量。这些新工具必须使用非常抽象的设计意图描述，然后自动生成待打印物理对象的蓝图。

增材制造设备目前已发展到能够可靠地生产可用于最终产品的终端零件的水平。因此，我们目前所处的阶段与英特尔推出首款4004微芯片、设计工具开始发展时非常相似。

现在正是将 3D 打印流程和整个软件生态系统提升到更高水平的良机。