В 1957 году восемь ученых при поддержке Шермана Фэрчайлда, владельца компании по производству фотооборудования, основали компанию Fairchild Semiconductor. Семь лет спустя Мур, один из основателей Fairchild, предложил знаменитый «закон Мура», который используется уже полвека: количество транзисторов, которые можно интегрировать в интегральную схему, удваивается каждые 18 месяцев. Другими словами, производительность процессора удваивается каждые два года и продолжает расти в течение десятилетий.

(На фото: Восемь основателей компании Fairchild)

После этого Мур покинул компанию Fairchild, занимавшуюся производством полупроводников, и вместе со своим соратником Нойсом основал компанию Intel.

Говоря о законе Мура, следует отметить, что это не закон естественных наук, но он в определенной степени отражает скорость прогресса в информационных технологиях. Однако за последние несколько десятилетий развития полупроводников этот закон оказался очень точным.

Как видно, к первому десятилетию XXI века предсказания закона Мура оказались почти точными, настолько, что 50 лет спустя его автор Гордон Мур сказал в интервью: «Это всего лишь смелое предположение. Но позже этот вывод продолжал определять и доминировать в развитии полупроводниковой промышленности, и я чувствовал себя спокойно».

Когда что-либо называют законом, это фактически означает научное обобщение какого-либо объективного закона, отражающего неизбежную взаимосвязь между явлениями, претерпевающими определенный процесс изменений при определенных условиях. С другой стороны, закон может оказаться неверным или неточным при других условиях. Ни одна теория не может описать всё во Вселенной, и ни одна теория не может быть абсолютно верной.

Закон Мура был фактически обновлен после того, как он его предложил. На Международной конференции IEEE по электронным компонентам в 1975 году Мур представил пересмотренную версию: в течение следующих десяти лет, по мере того как оборудование, используемое для разработки технологий, будет становиться все дороже, «правило ежегодного удвоения» замедлится до удвоения каждые восемнадцать месяцев.(Примечание редактора: это изменение привело к появлению нынешнего общепринятого выражения «18 месяцев», которое первоначально означало «декабрь», то есть обновлялось раз в год.).

(Изображение: В 1975 году Мур внес поправки в закон, установив срок от 18 до 24 месяцев)

In the first decade of the 21st century, this rule began to be challenged, starting with the "Tick-Tock" model proposed by Intel in 2007(Примечание редактора: Цикл разработки Intel. Название «Тик-так» происходит от принципа маятника и обозначает «тикающий» звук часов каждую секунду. Intel обновляет архитектуру процессоров каждые два года. В течение «тиковых» лет компания меняет технологический процесс производства процессоров, а в течение «токовых» лет — архитектуру, лежащую в основе этого процесса.)Модель "PAO" к 2016 году(Editor's note: A development cycle proposed by Intel. It includes a three-step strategy, which is process technology (PROCESS) - architecture update (ARCHITECTURE) - optimization (OPTIMIZATION), the first letter of which is spelled "PAO")Процессоры Core не строго следовали установленному пути модернизации технологического процесса и даже постепенно отклонялись от периодического экспоненциального роста числа кремниевых транзисторов, определяемого законом Мура. В 2015 году Intel признала, что ее 10-нм технологический процесс не сможет выйти на массовое производство к концу того года.

(Изображение: Скорректированный закон Мура)

Судя по технологическому процессу Core, начиная с 2016 года, темпы производства процессоров действительно замедляются. Только суффикс «+» используется дважды, из-за чего Intel в шутку называют «выдавливанием зубной пасты». Так что же именно тормозит процесс производства процессоров?

Во-первых, в продвинутой химии указывается, что экспоненциальный рост имеет конец. lg2=0.3, что означает, что количество транзисторов будет увеличиваться в сто раз каждые десять лет. Процессор i9 9900K имеет приблизительно 3.2 миллиарда транзисторов. Еще через семьдесят лет их количество превысит количество атомов в процессоре.

Atoms are the smallest particles, and transistors are chemically printed and cannot go beyond atoms. It is impossible to print smaller than atoms through chemical changes, which is the most fundamental reason restricting the growth of silicon (Si) transistors.

Кроме того, с учетом экономических факторов, все более жесткие производственные процессы привели к увеличению затрат на исследования и разработки, а разработка каждого поколения более совершенных процессов будет стоить огромных денег. Как и в случае с предыдущей новостью о том, что Intel потратила 20 миллиардов долларов на строительство завода по производству кремниевых пластин, стоимость действительно оказалась огромной, и это на некоторое время попало в заголовки новостей.

Закон Мура — это уже не просто теория Intel, он влияет на развитие электронных технологий. Однако, в отличие от производителей, представленных генеральным директором Nvidia Дженсеном Хуангом, которые считают, что «закон Мура мертв», AMD и ASML по-прежнему считают, что закон Мура действует. В этом году Тони Йен, вице-президент по разработке в ASML, в интервью Reuters вновь выразил признание закона Мура: «Многие говорят, что закон Мура устарел или замедлился, но я думаю, что это не так, и он не замедлился. С точки зрения ASML, закон Мура может действовать еще 10 лет, а то и дольше. И уменьшение площади чипов может продолжаться как минимум 10 лет в будущем».

(Фото: NVIDIA. Хуан Жэньсюнь однажды сказал на конференции GTC, что "закон Мура устарел")

If the chip industry continues to advance in accordance with Moore's Law, then Chinese semiconductors will never catch up with previous players. The gradual failure of Moore's Law has given China an opportunity to localize semiconductors.

In some application chip fields, Chinese companies have made considerable progress. For example, Huawei's HiSilicon Kirin has entered the first echelon of the mobile phone chip industry. For example, Amap's infrared detector chip has surpassed Europe in terms of technical level and is on par with American companies. China has also become one of the five countries in the world that has mastered the core technology of military infrared detectors.

В технологическом плане 25 февраля исследовательская группа профессора Тан Чуаньсяна с кафедры инженерной физики Университета Цинхуа и немецкая команда опубликовали в ведущем журнале Nature статью под названием «Экспериментальная демонстрация принципа стационарного микрогруппирования», в которой сообщается о результатах первого эксперимента по проверке принципа действия нового типа источника света для ускорителей частиц — «стационарного микрогруппирования» (SSMB). В настоящее время Университет Цинхуа активно поддерживает и продвигает проект создания источника ультрафиолетового излучения SSMB на национальном уровне. Исследовательская группа SSMB Университета Цинхуа представила в Комиссию по развитию и реформам проект «Исследовательское устройство для стационарного микрогруппирования в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне» и объявила его одним из основных объектов национальной научно-технической инфраструктуры в рамках «14-й пятилетки».(Source: Tsinghua University)

(Фото: Официальный сайт Университета Цинхуа)

Китайская полупроводниковая промышленность отстает от Европы и США, и теперь ей остается только наверстывать упущенное. Как говорится в книге "Post-Moore Intelligence", ей еще предстоит создать решения, выходящие за рамки теории Мура.

Предупреждение: Данная статья перепечатана из издания "Semiconductor Industry Zongheng", которое поддерживает защиту прав интеллектуальной собственности. Просим указывать первоисточник и автора перепечатки. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации.