1957'de, fotoğraf ekipmanı şirketi sahibi Sherman Fairchild'in desteğiyle sekiz bilim insanı Fairchild Semiconductor'ı kurdu. Yedi yıl sonra, Fairchild'in kurucularından biri olan Moore, yarım yüzyıldır kullanılan ünlü "Moore Yasası"nı ortaya attı: Bir entegre devreye entegre edilebilecek transistör sayısı her 18 ayda bir ikiye katlanır. Başka bir deyişle, işlemci performansı her iki yılda bir ikiye katlanır ve bu durum önümüzdeki on yıllar boyunca devam eder.

(Resim: Fairchild Şirketi'nin sekiz kurucusu)

Bundan sonra Moore, yarı iletken üreticisi "Whampoa Askeri Akademisi" Fairchild Şirketi'nden ayrıldı ve arkadaşı Noyce ile birlikte Intel'i kurdu.

Moore Yasası'ndan bahsetmişken, bu bir doğa bilimi yasası değil, ancak bilgi teknolojisindeki ilerlemenin hızını bir ölçüde ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, son birkaç on yıldaki yarı iletken geliştirme sürecinde bu yasa oldukça doğru sonuçlar vermiştir.

Görüldüğü üzere, 21. yüzyılın ilk on yılında Moore Yasası'nın tahminleri neredeyse doğru çıkmıştı; öyle ki, yasanın savunucusu Gordon Moore 50 yıl sonra bir röportajda, "Bu sadece cesur bir spekülasyondu. Ancak daha sonra bu çıkarım yarı iletken endüstrisinin gelişimini yönlendirmeye ve domine etmeye devam etti ve ben de rahatladım." demişti.

Bir şeye yasa denildiğinde, aslında belirli koşullar altında belirli bir değişim sürecinden geçen şeyler arasındaki kaçınılmaz ilişkiyi yansıtan, bazı nesnel yasaların bilimsel bir özetini ifade eder. Öte yandan, yasa başka koşullar altında başarısız olabilir veya yanlış olabilir. Hiçbir teori evrendeki her şeyi açıklayamaz ve hiçbir teori tamamen doğru olamaz.

Moore Yasası aslında onun önerisinden sonra güncellendi. 1975 IEEE Uluslararası Elektronik Bileşenler Konferansı'nda Moore bir revizyon sundu: Önümüzdeki on yıl içinde, teknolojiyi geliştirmek için kullanılan makineler giderek daha pahalı hale geldikçe, "yıllık ikiye katlanma kuralı" on sekiz ayda bir ikiye katlanmaya yavaşlayacaktır.(Editörün notu: Bu değişiklik, aslen Aralık ayı olan ve yılda bir kez güncellenen 18 aylık sürenin günümüzdeki yaygın kullanımını oluşturmuştur.).

(Resim: Moore, 1975'te yasayı 18-24 aya çıkardı)

21. yüzyılın ilk on yılında, bu kural sorgulanmaya başlandı; bu sorgulamalar, Intel'in 2007'de önerdiği "Tick-Tock" modeliyle başladı.(Editörün notu: Intel'in geliştirme döngüsü. Tick-Tock, her saniyede bir saatin "tık" sesini ifade eden sarkaç prensibinden türetilmiştir. Intel, işlemci mimarisi değişikliklerini her iki yılda bir gerçekleştirir. Tick yıllarında işlemci üretim sürecini, Tock yıllarında ise üretim sürecinin altındaki mimariyi değiştirir.)2016 yılına ait "PAO" modeli(Editörün notu: Intel tarafından önerilen bir geliştirme döngüsü. Üç aşamalı bir strateji içerir: işlem teknolojisi (PROCESS) - mimari güncellemesi (ARCHITECTURE) - optimizasyon (OPTIMIZATION), ilk harfi "PAO" olarak yazılır.)Core işlemciler, işlem teknolojisini yükseltmek için yerleşik yolu tam olarak takip etmedi ve hatta Moore Yasası tarafından tanımlanan silikon transistör sayısındaki periyodik üstel büyümeden kademeli olarak saptı. 2015 yılında Intel, 10nm üretim sürecinin o yılın sonuna kadar seri üretime ulaşamayacağını kabul etti.

(Resim: Ayarlanmış Moore Yasası)

O halde, 2016'dan beri Core sürecine bakıldığında, CPU üretim sürecinin gerçekten yavaşladığı görülüyor. Sadece "+" eki iki kez kullanılıyor, bu da Intel'in sektörde şaka yollu "diş macunu sıkmak" olarak adlandırılmasına neden oluyor. Peki işlemci üretim sürecini tam olarak ne engelliyor?

Öncelikle, İleri Kimya dergisi, üstel büyümenin bir sonu olduğunu belirtiyor. lg2=0.3, yani transistör sayısı her on yılda yüz kat artacak. i9 9900K'da yaklaşık 3.2 milyar transistör bulunuyor. Yetmiş yıl sonra bu sayı, işlemcideki atom sayısını aşacak.

Atomlar en küçük parçacıklardır ve transistörler kimyasal olarak basılarak üretilir ve atomların ötesine geçemezler. Kimyasal değişimler yoluyla atomlardan daha küçük parçacıklar basmak imkansızdır; bu da silikon (Si) transistörlerin büyümesini kısıtlayan en temel nedendir.

Ayrıca, ekonomik faktörler göz önüne alındığında, giderek daha katı hale gelen üretim süreçleri, araştırma ve geliştirme maliyetlerinin artmasına yol açmış ve her yeni nesil gelişmiş sürecin geliştirilmesi çok büyük meblağlara mal olmuştur. Tıpkı Intel'in bir yarı iletken üretim tesisi kurmak için 20 milyar dolar harcadığı haberi gibi, maliyet gerçekten çok büyüktü ve bir süre manşetlerde yer aldı.

Moore Yasası artık sadece Intel'in bir teorisi değil, elektronik teknolojisinin gelişimini etkiliyor. Ancak, "Moore Yasası öldü" diyen Nvidia CEO'su Jensen Huang gibi üreticilerin aksine, AMD ve ASML hala Moore Yasası'nın geçerli olduğuna inanıyor. Bu yıl, ASML'nin geliştirme başkan yardımcısı Tony Yen, Reuters'e verdiği bir röportajda Moore Yasası'nın geçerliliğini yineledi. "Birçok insan Moore Yasası'nın sona erdiğini veya yavaşladığını söylüyor, ancak bence öyle değil ve yavaşlamadı. ASML'nin bakış açısına göre, Moore Yasası 10 yıl daha, hatta daha uzun süre devam edebilir. Ve çip alanı küçülmesi en az 10 yıl daha devam edebilir."

(Resim: NVIDIA'dan Huang Renxun, GTC'de "Moore Yasası sona erdi" demişti.)

Eğer çip endüstrisi Moore Yasası'na uygun olarak ilerlemeye devam ederse, Çinli yarı iletken üreticileri önceki oyunculara asla yetişemeyecektir. Moore Yasası'nın kademeli olarak başarısız olması, Çin'e yarı iletken üretimini yerelleştirme fırsatı vermiştir.

Bazı uygulama çipi alanlarında Çinli şirketler önemli ilerleme kaydetti. Örneğin, Huawei'nin HiSilicon Kirin'i mobil telefon çip endüstrisinde birinci sınıf bir konuma ulaştı. Örneğin, Amap'ın kızılötesi dedektör çipi teknik seviye açısından Avrupa'yı geride bırakarak Amerikan şirketleriyle aynı seviyeye geldi. Çin ayrıca, askeri kızılötesi dedektörlerin temel teknolojisine hakim olan dünyadaki beş ülkeden biri oldu.

Teknoloji alanında, 25 Şubat'ta Tsinghua Üniversitesi Mühendislik Fiziği Bölümü'nden Profesör Tang Chuanxiang'ın araştırma grubu ve bir Alman ekibi, "Kararlı Durum Mikro-kümeleme Prensibinin Deneysel Gösterimi" başlıklı bir araştırma makalesini Nature dergisinde yayınlayarak, yeni bir parçacık hızlandırıcı ışık kaynağı türü olan "Kararlı Durum Mikro-kümeleme" (SSMB) prensibinin ilk doğrulama deneyini raporladı. Şu anda Tsinghua Üniversitesi, ulusal düzeyde SSMB EUV ışık kaynağının kurulması projesini aktif olarak desteklemekte ve teşvik etmektedir. Tsinghua SSMB araştırma grubu, "Kararlı Durum Mikro-kümeleme Aşırı Ultraviyole Işık Kaynağı Araştırma Cihazı" için Ulusal Kalkınma ve Reform Komisyonu'na bir proje önerisi sunmuş ve "14. Beş Yıllık Plan" döneminde ulusal düzeyde önemli bir bilimsel ve teknolojik altyapı olarak listelenmesini talep etmiştir.(Kaynak: Tsinghua Üniversitesi)

(Fotoğraf: Tsinghua Üniversitesi resmi internet sitesi)

Çin'in yarı iletkenleri Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nin gerisinde kalıyor ve şimdi ancak arayı kapatabilirler. "Post-Moore Intelligence"ın belirttiği gibi, hâlâ "Moore sonrası" çözümler üretmeleri gerekiyor.

Yasal Uyarı: Bu makale, fikri mülkiyet haklarının korunmasını destekleyen "Semiconductor Industry Zongheng" dergisinden yeniden basılmıştır. Yeniden basım yapılırken lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir telif hakkı ihlali durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.