In 1957 richtten acht wetenschappers Fairchild Semiconductor op met de steun van Sherman Fairchild, eigenaar van een bedrijf in fotografische apparatuur. Zeven jaar later formuleerde Moore, een van de oprichters van Fairchild, de beroemde "Wet van Moore", die al een halve eeuw wordt gebruikt: het aantal transistors dat op een geïntegreerde schakeling kan worden geïntegreerd, verdubbelt elke 18 maanden. Met andere woorden, de prestaties van een processor verdubbelen elke twee jaar en blijven dat de komende decennia doen.

(Afbeelding: De acht oprichters van Fairchild Company)

Daarna verliet Moore het halfgeleiderbedrijf "Whampoa Military Academy" Fairchild Company en richtte hij samen met zijn compagnon Noyce Intel op.

Over de wet van Moore gesproken: het is geen natuurwet, maar geeft tot op zekere hoogte de snelheid van de vooruitgang in informatietechnologie weer. In de afgelopen decennia van de ontwikkeling van halfgeleiders is deze wet echter zeer accuraat gebleken.

Het blijkt dat de voorspellingen van de Wet van Moore in het eerste decennium van de 21e eeuw vrijwel accuraat waren, zozeer zelfs dat Gordon Moore, de bedenker ervan, 50 jaar later in een interview zei: "Dit is slechts een gewaagde speculatie. Maar later bleef deze conclusie de ontwikkeling van de halfgeleiderindustrie sturen en domineren, en dat gaf me een gerust gevoel."

Wanneer iets een wet wordt genoemd, verwijst dit in feite naar een wetenschappelijke samenvatting van een objectieve wet, die de onvermijdelijke relatie weergeeft tussen dingen die een bepaald veranderingsproces ondergaan onder bepaalde omstandigheden. Aan de andere kant kan de wet onder andere omstandigheden falen of onjuist zijn. Geen enkele theorie kan alles in het universum beschrijven, en geen enkele theorie kan volledig correct zijn.

De wet van Moore werd na zijn voorstel nog aangepast. Op de IEEE International Electronic Components Conference van 1975 diende Moore een herziening in: Naarmate de machines die nodig zijn om de technologie te ontwikkelen de komende tien jaar steeds duurder worden, zal de "jaarlijkse verdubbelingsregel" vertragen tot een verdubbeling elke achttien maanden.(Noot van de redactie: Deze verandering heeft geleid tot de huidige gangbare uitdrukking '18 maanden', die oorspronkelijk december was, oftewel jaarlijks wordt bijgewerkt.).

(Afbeelding: Moore paste de wet in 1975 aan naar 18-24 maanden)

In het eerste decennium van de 21e eeuw werd deze regel ter discussie gesteld, te beginnen met het "Tick-Tock"-model dat Intel in 2007 voorstelde.(Noot van de redactie: Een ontwikkelingscyclus van Intel. Tick-Tock is afgeleid van het principe van de slinger, dat verwijst naar het "tikken" van een klok elke seconde. Intel voert elke twee jaar een upgrade van de processorarchitectuur door. In Tick-jaren wordt het productieproces van de processor aangepast, en in Tock-jaren wordt de architectuur van het productieproces gewijzigd.)"PAO"-model tegen 2016(Noot van de redactie: Een ontwikkelingscyclus voorgesteld door Intel. Deze omvat een strategie in drie stappen: procestechnologie (PROCESS) - architectuurupdate (ARCHITECTURE) - optimalisatie (OPTIMIZATION), waarvan de eerste letter "PAO" is.)De Core-processoren volgden niet strikt de gevestigde route voor het upgraden van de procestechnologie en weken zelfs geleidelijk af van de periodieke exponentiële groei van het aantal siliciumtransistoren zoals gedefinieerd door de wet van Moore. In 2015 gaf Intel toe dat zijn 10nm-productieproces eind dat jaar nog niet geschikt zou zijn voor massaproductie.

(Afbeelding: Aangepaste wet van Moore)

Afgaande op het Core-proces sinds 2016, vertraagt ​​het CPU-proces inderdaad. Alleen het achtervoegsel "+" wordt twee keer gebruikt, wat Intel in de branche gekscherend "tandpasta uitknijpen" heeft opgeleverd. Wat belemmert het productieproces van de processor dan precies?

Ten eerste wijst Advanced Chemistry erop dat exponentiële groei een einde heeft. lg2=0.3, wat betekent dat het aantal transistors elke tien jaar honderd keer zo groot wordt. De i9 9900K heeft ongeveer 3.2 miljard transistors. Over nog eens zeventig jaar zal dat aantal het aantal atomen in de CPU overtreffen.

Atomen zijn de kleinste deeltjes, en transistors worden chemisch geprint en kunnen niet kleiner zijn dan atomen. Het is onmogelijk om via chemische veranderingen deeltjes kleiner dan atomen te printen, en dat is de meest fundamentele reden waarom de groei van silicium (Si) transistors wordt beperkt.

Bovendien hebben steeds strengere productieprocessen, gezien de economische factoren, geleid tot hogere onderzoeks- en ontwikkelingskosten. De ontwikkeling van elke nieuwe generatie geavanceerdere processen kost enorme bedragen. Net als het eerdere nieuws dat Intel 20 miljard dollar heeft uitgegeven aan de bouw van een waferfabriek, waren de kosten inderdaad enorm en haalde het een tijdlang de krantenkoppen.

De wet van Moore is niet langer slechts een theorie van Intel; ze beïnvloedt de ontwikkeling van elektronische technologie. In tegenstelling tot fabrikanten zoals Nvidia-CEO Jensen Huang, die geloven dat "de wet van Moore dood is", zijn AMD en ASML er nog steeds van overtuigd dat de wet van Moore van kracht is. Dit jaar bevestigde Tony Yen, vicepresident ontwikkeling bij ASML, in een interview met Reuters zijn erkenning van de wet van Moore. "Veel mensen zeggen dat de wet van Moore is verlopen of vertraagd, maar ik denk van niet. Vanuit het perspectief van ASML kan de wet van Moore nog zeker 10 jaar, of zelfs langer, van kracht blijven. En de verkleining van chipoppervlakken kan nog minstens 10 jaar doorgaan."

(Afbeelding: NVIDIA. Huang Renxun zei ooit tijdens GTC: "De wet van Moore is voorbij.")

Als de chipindustrie zich blijft ontwikkelen volgens de wet van Moore, zullen Chinese halfgeleiders de eerdere spelers nooit meer inhalen. Het geleidelijke falen van de wet van Moore heeft China de kans gegeven om halfgeleiders lokaal te produceren.

Op sommige gebieden van chipontwikkeling hebben Chinese bedrijven aanzienlijke vooruitgang geboekt. Zo behoort Huawei met zijn HiSilicon Kirin tot de top van de mobiele telefoonchipindustrie. De infrarooddetectorchip van Amap heeft bijvoorbeeld Europa qua technisch niveau overtroffen en is gelijkwaardig aan die van Amerikaanse bedrijven. China is bovendien een van de vijf landen ter wereld die de kerntechnologie van militaire infrarooddetectoren beheerst.

Op technologisch gebied publiceerde de onderzoeksgroep van professor Tang Chuanxiang van de afdeling Technische Natuurkunde van de Tsinghua Universiteit, samen met een Duits team, op 25 februari een onderzoekspaper getiteld "Experimental Demonstration of Steady-state Microbunching Principle" in het toonaangevende tijdschrift Nature. Hierin werd het eerste experiment beschreven waarmee het principe van een nieuw type deeltjesversnellerlichtbron, "Steady-state microbunching" (SSMB), werd geverifieerd. De Tsinghua Universiteit ondersteunt en bevordert momenteel actief de ontwikkeling van het SSMB EUV-lichtbronproject op nationaal niveau. De SSMB-onderzoeksgroep van Tsinghua heeft een projectvoorstel voor het "Steady-state Micro-bunching Extreme Ultraviolet Light Source Research Device" ingediend bij de Nationale Ontwikkelings- en Hervormingscommissie en is aangewezen als een belangrijke nationale wetenschappelijke en technologische infrastructuur tijdens het "14e Vijfjarenplan".(Bron: Tsinghua Universiteit)

(Foto: officiële website van de Tsinghua Universiteit)

De Chinese halfgeleiderindustrie loopt achter op Europa en de Verenigde Staten, en nu kunnen ze alleen nog maar een inhaalslag maken. Zoals "Post-Moore Intelligence" al zei, moeten ze nog steeds "post-Moore"-oplossingen ontwikkelen.

Disclaimer: Dit artikel is overgenomen uit "Semiconductor Industry Zongheng", een organisatie die de bescherming van intellectuele eigendomsrechten ondersteunt. Vermeld de oorspronkelijke bron en auteur van de herdruk. Neem bij inbreuk contact met ons op om het artikel te laten verwijderen.