در سال ۱۹۵۷، هشت دانشمند با حمایت شرمن فیرچایلد، مالک یک شرکت تجهیزات عکاسی، شرکت فیرچایلد سمی‌کانداکتور را تأسیس کردند. هفت سال بعد، مور، یکی از بنیانگذاران فیرچایلد، قانون معروف مور را پیشنهاد کرد که نیم قرن است مورد استفاده قرار می‌گیرد: تعداد ترانزیستورهایی که می‌توانند روی یک مدار مجتمع مجتمع شوند، هر ۱۸ ماه دو برابر می‌شود. به عبارت دیگر، عملکرد پردازنده هر دو سال دو برابر می‌شود و این روند تا دهه‌های آینده ادامه خواهد داشت.

(تصویر: هشت بنیانگذار شرکت فیرچایلد)

پس از آن، مور شرکت نیمه‌هادی «آکادمی نظامی وامپو» در فیرچایلد را ترک کرد و به همراه همکارش نویس، اینتل را تأسیس کرد.

صحبت از قانون مور شد، این قانون، قانونی مربوط به علوم طبیعی نیست، اما سرعت پیشرفت در فناوری اطلاعات را تا حدودی نشان می‌دهد. با این حال، در چند دهه گذشته که از توسعه نیمه‌هادی‌ها می‌گذرد، این قانون بسیار دقیق بوده است.

می توان دید که تا دهه اول قرن بیست و یکم، پیش بینی های قانون مور تقریباً دقیق بودند، به طوری که ۵۰ سال بعد گوردون مور، پیشنهاد دهنده آن، در مصاحبه ای گفت: "این فقط یک گمانه زنی جسورانه است. اما بعدها این استنباط همچنان محرک و مسلط توسعه صنعت نیمه هادی بود و من احساس راحتی می کردم."

وقتی چیزی قانون نامیده می‌شود، در واقع به خلاصه‌ای علمی از یک قانون عینی اشاره دارد که منعکس‌کننده رابطه اجتناب‌ناپذیر بین چیزهایی است که تحت شرایط خاص، فرآیند تغییر خاصی را طی می‌کنند. از سوی دیگر، این قانون ممکن است تحت شرایط دیگر، نادرست یا غیردقیق باشد. هیچ نظریه‌ای نمی‌تواند همه چیز را در جهان توصیف کند و هیچ نظریه‌ای نمی‌تواند کاملاً درست باشد.

قانون مور در واقع پس از پیشنهاد او به‌روزرسانی شد. در کنفرانس بین‌المللی قطعات الکترونیکی IEEE در سال ۱۹۷۵، مور اصلاحیه‌ای ارائه داد: طی ده سال آینده، با گران‌تر شدن ماشین‌آلات مورد استفاده برای توسعه این فناوری، «قانون دو برابر شدن سالانه» به دو برابر شدن در هر هجده ماه کاهش خواهد یافت.(یادداشت سردبیر: این تغییر، ضرب‌المثل رایج فعلی ۱۸ ماه را شکل داده است که در اصل دسامبر بود، یعنی سالی یک بار به‌روزرسانی می‌شود).

(تصویر: مور در سال ۱۹۷۵ این قانون را به ۱۸ تا ۲۴ ماه به‌روزرسانی کرد)

در دهه اول قرن بیست و یکم، این قانون شروع به چالش کشیدن کرد، که با مدل «تیک-تاک» که توسط اینتل در سال ۲۰۰۷ پیشنهاد شد، آغاز شد.(یادداشت سردبیر: چرخه توسعه اینتل. تیک-تاک از اصل پاندول گرفته شده است که به صدای "تیک" ساعت در هر ثانیه اشاره دارد. اینتل هر دو سال یکبار تغییرات معماری ارتقاء پردازنده را انجام می‌دهد. در سال‌های تیک، فرآیند تولید پردازنده را تغییر می‌دهد و در سال‌های تاک، معماری تحت فرآیند تولید را تغییر می‌دهد.)مدل «PAO» تا سال ۲۰۱۶(یادداشت سردبیر: یک چرخه توسعه که توسط اینتل پیشنهاد شده است. این شامل یک استراتژی سه مرحله‌ای است که عبارت است از فناوری فرآیند (PROCESS) - به‌روزرسانی معماری (ARCHITECTURE) - بهینه‌سازی (OPTIMIZATION)، که حرف اول آن «PAO» نوشته می‌شود.)پردازنده‌های Core دقیقاً از مسیر تعیین‌شده برای ارتقای فناوری فرآیند پیروی نکردند و حتی به تدریج از رشد نمایی دوره‌ای تعداد ترانزیستورهای سیلیکونی که توسط قانون مور تعریف شده بود، منحرف شدند. در سال ۲۰۱۵، اینتل اعتراف کرد که فرآیند تولید ۱۰ نانومتری آن تا پایان آن سال قادر به دستیابی به تولید انبوه نخواهد بود.

(تصویر: قانون مور تعدیل‌شده)

سپس، با قضاوت بر اساس فرآیند تولید پردازنده‌های Core از سال ۲۰۱۶، می‌توان گفت که فرآیند تولید پردازنده واقعاً کند شده است. فقط پسوند "+" دو بار استفاده شده است، که باعث می‌شود اینتل به شوخی توسط صنعت "خمیردندان در حال فشردن" نامیده شود. بنابراین دقیقاً چه چیزی مانع فرآیند تولید پردازنده می‌شود؟

اولاً، شیمی پیشرفته اشاره می‌کند که رشد نمایی یک انتها دارد. lg2=0.3، به این معنی که تعداد ترانزیستورها هر ده سال صد برابر افزایش می‌یابد. i9 9900K تقریباً 3.2 میلیارد ترانزیستور دارد. در هفتاد سال دیگر، این تعداد از تعداد اتم‌های موجود در CPU بیشتر خواهد شد.

اتم‌ها کوچکترین ذرات هستند و ترانزیستورها به صورت شیمیایی چاپ می‌شوند و نمی‌توانند فراتر از اتم‌ها بروند. چاپ کوچکتر از اتم‌ها از طریق تغییرات شیمیایی غیرممکن است، که اساسی‌ترین دلیل محدود کردن رشد ترانزیستورهای سیلیکونی (Si) است.

علاوه بر این، با توجه به عوامل اقتصادی، فرآیندهای تولید سختگیرانه‌تر منجر به افزایش هزینه‌های تحقیق و توسعه شده است و توسعه هر نسل از فرآیندهای پیشرفته‌تر، مبالغ هنگفتی هزینه خواهد داشت. درست مانند خبر قبلی مبنی بر اینکه اینتل 20 میلیارد دلار برای ساخت یک کارخانه تولید ویفر هزینه کرده است، این هزینه واقعاً هنگفت بود و مدتی تیتر خبرها شد.

قانون مور دیگر فقط یک نظریه اینتل نیست، بلکه بر توسعه فناوری الکترونیک تأثیر می‌گذارد. با این حال، برخلاف تولیدکنندگانی که جنسن هوانگ، مدیرعامل انویدیا، نماینده آنهاست و معتقدند که "قانون مور مرده است"، AMD و ASML هنوز معتقدند که قانون مور هنوز در حال اجرا است. امسال، تونی ین، معاون توسعه در ASML، در مصاحبه‌ای با رویترز، همچنان از قانون مور قدردانی کرد. "بسیاری از مردم می‌گویند که قانون مور منقضی شده یا کند شده است، اما من فکر می‌کنم اینطور نشده و کند نشده است. از دیدگاه ASML، قانون مور ممکن است تا 10 سال دیگر یا حتی بیشتر ادامه یابد. و کوچک شدن مساحت تراشه می‌تواند حداقل تا 10 سال آینده ادامه یابد."

(تصویر: انویدیا هوانگ رنشون زمانی در GTC گفت که "قانون مور به پایان رسیده است")

اگر صنعت تراشه مطابق با قانون مور به پیشرفت خود ادامه دهد، نیمه‌هادی‌های چینی هرگز به بازیگران قبلی نخواهند رسید. شکست تدریجی قانون مور به چین فرصتی برای بومی‌سازی نیمه‌هادی‌ها داده است.

در برخی زمینه‌های تراشه‌های کاربردی، شرکت‌های چینی پیشرفت قابل توجهی داشته‌اند. به عنوان مثال، HiSilicon Kirin هواوی وارد اولین رده از صنعت تراشه‌های تلفن همراه شده است. به عنوان مثال، تراشه آشکارساز مادون قرمز Amap از نظر سطح فنی از اروپا پیشی گرفته و با شرکت‌های آمریکایی برابری می‌کند. چین همچنین به یکی از پنج کشور جهان تبدیل شده است که بر فناوری اصلی آشکارسازهای مادون قرمز نظامی تسلط یافته است.

از نظر فناوری، در ۲۵ فوریه، گروه تحقیقاتی پروفسور تانگ چوانشیانگ از گروه فیزیک مهندسی دانشگاه چینهوا و یک تیم آلمانی مقاله‌ای تحقیقاتی با عنوان "نمایش تجربی اصل ریزخوشه‌بندی حالت پایدار" را در مجله برتر Nature منتشر کردند که در آن اولین آزمایش تأیید اصل نوع جدیدی از منبع نور شتاب‌دهنده ذرات "ریزخوشه‌بندی حالت پایدار" (SSMB) گزارش شده است. در حال حاضر، دانشگاه چینهوا به طور فعال از ایجاد پروژه منبع نور EUV SSMB در سطح ملی حمایت و ترویج می‌کند. گروه تحقیقاتی SSMB چینهوا پیشنهاد پروژه‌ای را برای "دستگاه تحقیقاتی منبع نور فرابنفش شدید ریزخوشه‌بندی حالت پایدار" به کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی ارائه کرده و اعلام کرده است که آن را در طول "چهاردهمین برنامه پنج ساله" به عنوان یک زیرساخت علمی و فناوری ملی اصلی فهرست کرده است.(منبع: دانشگاه چینهوا)

(عکس: وب‌سایت رسمی دانشگاه تسینگهوا)

نیمه‌هادی‌های چین از اروپا و ایالات متحده عقب مانده‌اند و اکنون آنها فقط می‌توانند به آنها برسند. همانطور که "اطلاعات پس از مور" گفت، آنها هنوز باید راه‌حل‌های "پس از مور" ایجاد کنند.

سلب مسئولیت: این مقاله از "Semiconductor Industry Zongheng" بازنشر شده است، که از حمایت از حقوق مالکیت معنوی حمایت می‌کند. لطفاً منبع اصلی و نویسنده بازنشر را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید.