ในปี 1957 นักวิทยาศาสตร์แปดคนได้ก่อตั้งบริษัท Fairchild Semiconductor โดยได้รับการสนับสนุนจากเชอร์แมน แฟร์ไชลด์ เจ้าของบริษัทอุปกรณ์ถ่ายภาพ เจ็ดปีต่อมา มัวร์ หนึ่งในผู้ก่อตั้ง Fairchild ได้เสนอ "กฎของมัวร์" อันโด่งดัง ซึ่งถูกนำมาใช้มานานกว่าครึ่งศตวรรษ นั่นคือ จำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถรวมเข้ากับวงจรรวมจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ 18 เดือน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ สองปี และจะยังคงเพิ่มขึ้นต่อไปอีกหลายทศวรรษ

(ภาพ: ผู้ก่อตั้งบริษัทแฟร์ไชลด์ทั้งแปดคน)

หลังจากนั้น มัวร์ได้ลาออกจากบริษัทผลิตเซมิคอนดักเตอร์ Fairchild ซึ่งเป็นที่รู้จักในนาม "Whampoa Military Academy" และก่อตั้งบริษัท Intel ร่วมกับนอยซ์ หุ้นส่วนของเขา

เมื่อพูดถึงกฎของมัวร์ มันไม่ใช่กฎทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ แต่แสดงให้เห็นถึงความเร็วของการพัฒนาเทคโนโลยีสารสนเทศในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาของการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์ กฎนี้มีความแม่นยำมาก

จะเห็นได้ว่าในช่วงทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 21 การคาดการณ์ของกฎของมัวร์นั้นแม่นยำเกือบทั้งหมด จนกระทั่ง 50 ปีต่อมา กอร์ดอน มัวร์ ผู้เสนอทฤษฎีนี้ได้กล่าวในการสัมภาษณ์ว่า "นี่เป็นเพียงการคาดการณ์ที่กล้าหาญ แต่ต่อมาข้อสรุปนี้ก็ยังคงขับเคลื่อนและครอบงำการพัฒนาอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ และผมก็รู้สึกสบายใจ"

เมื่อพูดถึงสิ่งใดสิ่งหนึ่ง มักหมายถึงบทสรุปทางวิทยาศาสตร์ของกฎเกณฑ์ที่เป็นรูปธรรม ซึ่งสะท้อนถึงความสัมพันธ์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ระหว่างสิ่งต่างๆ ที่กำลังเปลี่ยนแปลงไปในกระบวนการบางอย่างภายใต้เงื่อนไขบางประการ ในทางกลับกัน กฎนั้นอาจล้มเหลวหรือไม่ถูกต้องภายใต้เงื่อนไขอื่นๆ ไม่มีทฤษฎีใดที่สามารถอธิบายทุกสิ่งในจักรวาลได้ และไม่มีทฤษฎีใดที่ถูกต้องสมบูรณ์แบบ

กฎของมัวร์ได้รับการปรับปรุงแก้ไขหลังจากที่เขาเสนอขึ้นมาแล้ว ในการประชุม IEEE International Electronic Components Conference ปี 1975 มัวร์ได้เสนอการแก้ไขเพิ่มเติมว่า ในอีกสิบปีข้างหน้า เมื่อเครื่องจักรที่ใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีมีราคาแพงขึ้นเรื่อยๆ "กฎการเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าต่อปี" จะชะลอตัวลงเหลือเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ สิบแปดเดือน(หมายเหตุจากบรรณาธิการ: การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เกิดสำนวนที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันว่า 18 เดือน ซึ่งเดิมทีคือเดือนธันวาคม นั่นคือมีการปรับปรุงปีละครั้ง).

(ภาพ: มัวร์ได้แก้ไขกฎหมายเป็น 18-24 เดือนในปี 1975)

ในช่วงทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 21 กฎนี้เริ่มถูกท้าทาย โดยเริ่มต้นจากโมเดล "Tick-Tock" ที่เสนอโดย Intel ในปี 2007(หมายเหตุจากบรรณาธิการ: วงจรการพัฒนาของ Intel Tick-Tock มาจากหลักการของลูกตุ้ม ซึ่งหมายถึงเสียง "ติ๊ก" ของนาฬิกาที่ดังทุกวินาที Intel จะทำการเปลี่ยนแปลงสถาปัตยกรรมอัปเกรดโปรเซสเซอร์ทุกสองปี ในปี Tick จะเปลี่ยนกระบวนการผลิตโปรเซสเซอร์ และในปี Tock จะเปลี่ยนสถาปัตยกรรมภายใต้กระบวนการผลิต)โมเดล "PAO" ปี 2016(หมายเหตุจากบรรณาธิการ: วงจรการพัฒนาที่เสนอโดย Intel ประกอบด้วยกลยุทธ์สามขั้นตอน ได้แก่ เทคโนโลยีการผลิต (PROCESS) - การปรับปรุงสถาปัตยกรรม (ARCHITECTURE) - การเพิ่มประสิทธิภาพ (OPTIMIZATION) โดยอักษรตัวแรกของคำแต่ละขั้นตอนเขียนว่า "PAO")โปรเซสเซอร์ Core ไม่ได้ปฏิบัติตามแนวทางที่กำหนดไว้สำหรับการอัปเกรดเทคโนโลยีการผลิตอย่างเคร่งครัด และยังค่อยๆ เบี่ยงเบนไปจากการเติบโตแบบทวีคูณเป็นระยะๆ ของจำนวนทรานซิสเตอร์ซิลิคอนที่กำหนดโดยกฎของมัวร์ ในปี 2015 อินเทลยอมรับว่ากระบวนการผลิต 10 นาโนเมตรของตนจะไม่สามารถผลิตได้ในปริมาณมากภายในสิ้นปีนั้น

(ภาพ: กฎของมัวร์ที่ปรับปรุงแล้ว)

จากนั้น เมื่อพิจารณาจากกระบวนการผลิต Core ตั้งแต่ปี 2016 เป็นต้นมา กระบวนการผลิต CPU ก็ช้าลงจริง ๆ มีเพียงคำต่อท้าย "+" เท่านั้นที่ถูกใช้ซ้ำสองครั้ง ซึ่งทำให้ Intel ถูกเรียกเล่น ๆ ว่า "บีบยาสีฟัน" ในวงการอุตสาหกรรม แล้วอะไรกันแน่ที่ขัดขวางกระบวนการผลิตโปรเซสเซอร์?

ประการแรก เคมีขั้นสูงชี้ให้เห็นว่าการเติบโตแบบทวีคูณมีจุดสิ้นสุด lg2=0.3 ซึ่งหมายความว่าจำนวนทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นร้อยเท่าทุกๆ สิบปี โปรเซสเซอร์ i9 9900K มีทรานซิสเตอร์ประมาณ 3.2 พันล้านตัว ในอีกเจ็ดสิบปีข้างหน้า จำนวนทรานซิสเตอร์จะเกินจำนวนอะตอมในซีพียู

อะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุด และทรานซิสเตอร์นั้นถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการทางเคมีและไม่สามารถเล็กกว่าอะตอมได้ เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ซึ่งเป็นเหตุผลพื้นฐานที่สุดที่จำกัดการเติบโตของทรานซิสเตอร์ซิลิคอน (Si)

นอกจากนี้ เมื่อพิจารณาปัจจัยทางเศรษฐกิจ กระบวนการผลิตที่เข้มงวดมากขึ้นเรื่อย ๆ ส่งผลให้ต้นทุนการวิจัยและพัฒนาเพิ่มสูงขึ้น และการพัฒนาแต่ละรุ่นของกระบวนการที่ทันสมัยขึ้นจะต้องใช้เงินจำนวนมหาศาล เช่นเดียวกับข่าวที่ผ่านมาที่ Intel ใช้เงิน 20 พันล้านดอลลาร์ในการสร้างโรงงานผลิตเวเฟอร์ ซึ่งต้นทุนนั้นสูงมากและเป็นข่าวพาดหัวอยู่ช่วงหนึ่ง

กฎของมัวร์ไม่ได้เป็นเพียงทฤษฎีของอินเทลอีกต่อไปแล้ว แต่ส่งผลต่อการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ อย่างไรก็ตาม ต่างจากผู้ผลิตอย่างเจนเซน ฮวง ซีอีโอของ Nvidia ที่เชื่อว่า "กฎของมัวร์ตายไปแล้ว" AMD และ ASML ยังคงเชื่อว่ากฎของมัวร์ยังคงมีผลอยู่ ในปีนี้ โทนี่ เยน รองประธานฝ่ายพัฒนาของ ASML ยังคงแสดงความเชื่อมั่นในกฎของมัวร์ในการให้สัมภาษณ์กับรอยเตอร์ว่า "หลายคนบอกว่ากฎของมัวร์หมดอายุหรือชะลอตัวลงแล้ว แต่ผมคิดว่ายังไม่เป็นเช่นนั้น และมันก็ไม่ได้ชะลอตัวลง จากมุมมองของ ASML กฎของมัวร์อาจยังคงมีผลต่อไปอีก 10 ปี หรือนานกว่านั้น และการลดขนาดพื้นที่ชิปก็สามารถดำเนินต่อไปได้อีกอย่างน้อย 10 ปีในอนาคต"

(ภาพ: NVIDIA หวง เหรินซุน เคยกล่าวไว้ในงาน GTC ว่า "กฎของมัวร์สิ้นสุดลงแล้ว")

หากอุตสาหกรรมชิปยังคงพัฒนาไปตามกฎของมัวร์ต่อไป เซมิคอนดักเตอร์ของจีนก็จะไม่สามารถตามทันผู้เล่นรายก่อนๆ ได้ การที่กฎของมัวร์ค่อยๆ ล้มเหลวได้เปิดโอกาสให้จีนสามารถผลิตเซมิคอนดักเตอร์ภายในประเทศได้

ในบางสาขาของชิปประยุกต์ บริษัทจีนได้ก้าวหน้าไปอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ชิป HiSilicon Kirin ของ Huawei ได้ก้าวขึ้นสู่ระดับแนวหน้าของอุตสาหกรรมชิปโทรศัพท์มือถือแล้ว และชิปตรวจจับอินฟราเรดของ Amap ก็มีระดับเทคโนโลยีที่เหนือกว่ายุโรปและเทียบเท่ากับบริษัทอเมริกัน นอกจากนี้ จีนยังกลายเป็นหนึ่งในห้าประเทศของโลกที่เชี่ยวชาญเทคโนโลยีหลักของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดทางการทหารอีกด้วย

ในด้านเทคโนโลยี เมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ กลุ่มวิจัยของศาสตราจารย์ถัง ชวนเซียง จากภาควิชาวิศวกรรมฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยชิงหัว และทีมงานจากเยอรมนี ได้ตีพิมพ์บทความวิจัยเรื่อง "การสาธิตเชิงทดลองของหลักการไมโครบันชิ่งแบบสภาวะคงที่" ในวารสารชั้นนำอย่าง Nature โดยรายงานการทดลองตรวจสอบหลักการครั้งแรกของแหล่งกำเนิดแสงเร่งอนุภาคชนิดใหม่ "ไมโครบันชิ่งแบบสภาวะคงที่" (SSMB) ปัจจุบัน มหาวิทยาลัยชิงหัวกำลังให้การสนับสนุนและส่งเสริมการจัดตั้งโครงการแหล่งกำเนิดแสง EUV แบบ SSMB ในระดับประเทศอย่างแข็งขัน กลุ่มวิจัย SSMB ของมหาวิทยาลัยชิงหัวได้ยื่นข้อเสนอโครงการ "อุปกรณ์วิจัยแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตแบบสุดขั้วไมโครบันชิ่งแบบสภาวะคงที่" ต่อคณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติ และประกาศให้เป็นโครงสร้างพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่สำคัญของประเทศในช่วง "แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14"(ที่มา: มหาวิทยาลัยชิงหัว)

(ภาพ: เว็บไซต์ทางการของมหาวิทยาลัยชิงหัว)

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ของจีนยังล้าหลังยุโรปและสหรัฐอเมริกา และตอนนี้พวกเขาทำได้เพียงเร่งพัฒนาให้ทันเท่านั้น ดังที่ "Post-Moore Intelligence" กล่าวไว้ พวกเขายังคงต้องสร้างโซลูชัน "หลังยุค Moore" ต่อไป

ข้อสงวนสิทธิ์: บทความนี้พิมพ์ซ้ำจาก "Semiconductor Industry Zongheng" ซึ่งสนับสนุนการคุ้มครองทรัพย์สินทางปัญญา โปรดระบุแหล่งที่มาและผู้เขียนต้นฉบับเมื่อนำไปพิมพ์ซ้ำ หากพบการละเมิดลิขสิทธิ์ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก