Nel 1957, otto scienziati fondarono la Fairchild Semiconductor con il supporto di Sherman Fairchild, proprietario di un'azienda di apparecchiature fotografiche. Sette anni dopo, Moore, uno dei fondatori di Fairchild, propose la famosa "Legge di Moore", utilizzata da mezzo secolo: il numero di transistor integrabili in un circuito integrato raddoppia ogni 18 mesi. In altre parole, le prestazioni di un processore raddoppiano ogni due anni e continuano a farlo per i decenni a venire.

(Immagine: Gli otto fondatori della Fairchild Company)

In seguito, Moore lasciò la Fairchild Company, azienda produttrice di semiconduttori, e fondò Intel insieme al suo socio Noyce.

A proposito della legge di Moore, non si tratta di una legge delle scienze naturali, ma rivela in una certa misura la velocità del progresso nella tecnologia dell'informazione. Tuttavia, negli ultimi decenni di sviluppo dei semiconduttori, questa legge si è dimostrata molto accurata.

Si può constatare che, nel primo decennio del XXI secolo, le previsioni della Legge di Moore si sono rivelate quasi del tutto accurate, tanto che 50 anni dopo il suo ideatore, Gordon Moore, affermò in un'intervista: "Si tratta solo di un'audace speculazione. Ma in seguito questa deduzione ha continuato a guidare e dominare lo sviluppo dell'industria dei semiconduttori, e io mi sono sentito tranquillo".

Quando qualcosa viene definita legge, in realtà ci si riferisce a una sintesi scientifica di una legge oggettiva, che riflette l'inevitabile relazione tra cose che subiscono un determinato processo di cambiamento in determinate condizioni. D'altra parte, la legge può fallire o essere imprecisa in altre condizioni. Nessuna teoria può descrivere tutto ciò che esiste nell'universo e nessuna teoria può essere completamente corretta.

La legge di Moore fu in realtà aggiornata dopo la sua proposta. Alla Conferenza internazionale sui componenti elettronici dell'IEEE del 1975, Moore presentò una revisione: nei successivi dieci anni, man mano che i macchinari utilizzati per sviluppare la tecnologia diventeranno sempre più costosi, la "regola del raddoppio annuale" rallenterà fino a raddoppiare ogni diciotto mesi.(Nota dell'editore: questa modifica ha dato origine al detto comune attuale di 18 mesi, che originariamente era dicembre, ovvero aggiornato una volta all'anno).

(Immagine: Moore aggiornò la legge portandola a 18-24 mesi nel 1975)

Nel primo decennio del XXI secolo, questa regola ha cominciato a essere messa in discussione, a partire dal modello "Tick-Tock" proposto da Intel nel 2007.(Nota dell'editore: Il ciclo di sviluppo di Intel, Tick-Tock, deriva dal principio del pendolo, che si riferisce al suono "tic" dell'orologio ogni secondo. Intel apporta modifiche all'architettura dei processori ogni due anni. Negli anni Tick, cambia il processo di produzione del processore, mentre negli anni Tock, cambia l'architettura sottostante al processo di produzione.)Modello "PAO" entro il 2016(Nota dell'editore: un ciclo di sviluppo proposto da Intel. Include una strategia in tre fasi, ovvero tecnologia di processo (PROCESS) - aggiornamento dell'architettura (ARCHITECTURE) - ottimizzazione (OPTIMIZATION), la cui prima lettera è "PAO")I processori Core non hanno seguito rigorosamente il percorso stabilito per l'aggiornamento della tecnologia di processo, e si sono addirittura gradualmente discostati dalla crescita esponenziale periodica del numero di transistor al silicio definita dalla legge di Moore. Nel 2015, Intel ha ammesso che il suo processo produttivo a 10 nm non sarebbe stato in grado di raggiungere la produzione di massa entro la fine di quell'anno.

(Immagine: Legge di Moore modificata)

A giudicare dal processo Core dal 2016, il processo di produzione delle CPU sta effettivamente rallentando. Solo il suffisso "+" viene utilizzato due volte, il che ha portato Intel a essere scherzosamente soprannominata "spremere il dentifricio" dagli addetti ai lavori. Cosa sta dunque esattamente ostacolando il processo di produzione dei processori?

Innanzitutto, Advanced Chemistry sottolinea che la crescita esponenziale ha un limite. lg2=0.3, il che significa che il numero di transistor aumenterà di cento volte ogni dieci anni. L'i9 9900K ha circa 3.2 miliardi di transistor. Tra altri settant'anni, questo numero supererà il numero di atomi presenti nella CPU.

Gli atomi sono le particelle più piccole e i transistor vengono stampati chimicamente, non potendo quindi raggiungere dimensioni superiori a quelle degli atomi. È impossibile stampare particelle più piccole degli atomi tramite processi chimici, e questa è la ragione fondamentale che limita la diffusione dei transistor al silicio (Si).

Inoltre, considerando i fattori economici, i processi produttivi sempre più rigorosi hanno portato a un aumento dei costi di ricerca e sviluppo, e lo sviluppo di ogni generazione di processi più avanzati richiederà somme ingenti. Proprio come nel caso della notizia precedente, secondo cui Intel avrebbe speso 20 miliardi di dollari per costruire una fabbrica di wafer: il costo è stato effettivamente enorme e ha fatto notizia per un certo periodo.

La legge di Moore non è più solo una teoria di Intel, ma influenza lo sviluppo della tecnologia elettronica. Tuttavia, a differenza dei produttori rappresentati dal CEO di Nvidia, Jensen Huang, che credono che "la legge di Moore sia morta", AMD e ASML sono convinte che sia ancora valida. Quest'anno, Tony Yen, vicepresidente dello sviluppo di ASML, ha ribadito la sua convinzione sull'efficacia della legge di Moore in un'intervista a Reuters: "Molti dicono che la legge di Moore sia scaduta o abbia rallentato, ma io non sono d'accordo. Dal punto di vista di ASML, la legge di Moore potrebbe continuare per altri 10 anni, o anche di più. E la miniaturizzazione dei chip potrebbe proseguire per almeno altri 10 anni".

(Immagine: Huang Renxun di NVIDIA una volta disse al GTC che "la legge di Moore è finita")

Se l'industria dei semiconduttori continuerà a progredire secondo la Legge di Moore, i produttori cinesi non riusciranno mai a raggiungere il livello dei concorrenti precedenti. Il graduale declino della Legge di Moore ha offerto alla Cina l'opportunità di localizzare la produzione di semiconduttori.

In alcuni settori applicativi dei chip, le aziende cinesi hanno compiuto notevoli progressi. Ad esempio, HiSilicon Kirin di Huawei è entrato a far parte della prima élite del settore dei chip per telefoni cellulari. Il chip per rilevatori a infrarossi di Amap, invece, ha superato l'Europa in termini di livello tecnologico, raggiungendo la parità con le aziende americane. La Cina è inoltre diventata uno dei cinque paesi al mondo ad aver acquisito la padronanza della tecnologia di base dei rilevatori a infrarossi per uso militare.

In ambito tecnologico, il 25 febbraio il gruppo di ricerca del professor Tang Chuanxiang del Dipartimento di Fisica Ingegneristica dell'Università di Tsinghua e un team tedesco hanno pubblicato un articolo di ricerca intitolato "Dimostrazione sperimentale del principio di microbunching in stato stazionario" sulla prestigiosa rivista Nature, riportando il primo esperimento di verifica del principio di un nuovo tipo di sorgente luminosa per acceleratori di particelle "microbunching in stato stazionario" (SSMB). Attualmente, l'Università di Tsinghua sta attivamente supportando e promuovendo la realizzazione del progetto della sorgente luminosa EUV SSMB a livello nazionale. Il gruppo di ricerca SSMB di Tsinghua ha presentato una proposta di progetto per il "Dispositivo di ricerca sulla sorgente di luce ultravioletta estrema a microbunching in stato stazionario" alla Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma, e ha dichiarato che il progetto sarà inserito nell'elenco delle principali infrastrutture scientifiche e tecnologiche nazionali durante il "14° Piano quinquennale".(Fonte: Università di Tsinghua)

(Foto: sito web ufficiale dell'Università Tsinghua)

I semiconduttori cinesi sono in ritardo rispetto a Europa e Stati Uniti, e ora non resta loro che recuperare terreno. Come ha affermato "Post-Moore Intelligence", devono ancora creare soluzioni "post-Moore".

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