Ini seukuran kuku jari tangan.
Dan di dalam potongan kecil silikon itu, terdapat hampir 100 miliar transister. Bukan satu miliar. Bukan sepuluh miliar. Hampir dua kali lipat kepadatan chip canggih sebelumnya. IBM menyebut ini prototipe 0,7 nanometer mereka, meskipun menyebutnya “0,7 nm” sudah merupakan kebohongan, sebuah singkatan pemasaran untuk sesuatu yang jauh lebih aneh dari sekedar kecil.
Aturan lama tidak berlaku lagi.
Selama enam puluh tahun, industri ini mengejar industri yang lebih kecil. Kecilkan transistornya. 10 nanometer, lalu 5, lalu 2. Lebih kecil berarti daya lebih padat, lebih cepat, dan lebih murah. Logika sederhana. Tapi kami menabrak tembok. Dinding fisika. Huiming Bu, seorang peneliti di IBM, secara blak-blakan mengatakan: nama-nama ukuran itu? Mereka kini terpisah dari kenyataan. “0,7 nm” bukanlah pengukuran fisik. Itu adalah label. Sebuah merek.
Terobosan sebenarnya tidak menyusut secara horizontal. Itu dibangun secara vertikal.
“Seluruh industri kami telah melakukan penskalaan… pada sumbu X dan Y selama lebih dari 60 tahun. Ini adalah pertama kalinya kami mengaktifkan penskalaan ke arah Z.”
Bayangkan dua lapisan chip 2nm yang berfungsi (jenis yang sudah diincar Apple untuk iPhone berikutnya) ditumpuk di atas satu sama lain. Kedengarannya sederhana, bukan? Coba sambungkan miliaran kabel di antara lapisan-lapisan tersebut tanpa melelehkan silikon atau membuat heat sink yang merebus air. IBM mengklaim mereka yang melakukannya. Mereka mengembangkan cara untuk merekatkan dua lapisan yang menangani sambungan listrik, tetap dingin, dan sebenarnya dapat diproduksi secara massal. Lima belas tahun pengembangan untuk satu proses.
Mengapa ada yang peduli?
Karena Hukum Moore sedang sekarat, atau setidaknya mengeluarkan banyak darah. Anda tidak bisa begitu saja memeras lebih banyak jus dari silikon datar. Anda harus menumpuknya.
IBM menjanjikan keajaiban ukuran 10×15 milimeter ini akan memiliki performa 50% lebih baik dan 70% lebih hemat energi dibandingkan para pemimpin saat ini. Perangkat komersial? Mungkin. Dalam sepuluh tahun, mereka berharap. Sepuluh tahun adalah waktu yang sangat lama dalam bidang teknologi, lebih lama dari sebagian dari kita membayar sewa.
Peta jalan tersebut ditetapkan oleh IMEC, lembaga penelitian Belgia yang bertindak seperti PBB untuk pembuat chip. Tumpukan IBM sesuai dengan timeline mereka. Kemungkinan besar yang lain akan mengikuti. Terlalu mahal bagi satu perusahaan untuk mempertaruhkan masa depannya sendirian.
Tapi itu berantakan. Benar-benar berantakan.
Owen Guy, fisikawan di Universitas Swansea, berpendapat bahwa seluruh bidang ini menjadi sirkus. Pabrikan lain mengklaim kepadatan serupa, namun mereka melakukan kecurangan—menggunakan substrat tebal untuk memisahkan lapisan, sehingga konektivitas 3D yang sebenarnya tidak mungkin dilakukan. Sulit untuk didinginkan, sulit untuk dihubungkan. Asap dan cermin.
Kami menentang hukum fisika sekarang.
Beberapa bagian dari chip baru IBM memiliki ketebalan lima belas atom. Itu kecil. Kebocoran arus, keanehan kuantum, ledakan termal menunggu untuk terjadi. Guy menunjukkan bahwa menyusutnya transistor tidak lagi membuat laptop Anda lebih kecil. Itu membuatnya bertahan lebih lama dengan baterai. Ini menghemat daya di pusat data. Itulah permainannya sekarang. Efisiensi, bukan portabilitas.
Lalu ada mimpi buruk manufaktur.
Chip diukir dari wafer berukuran 300 milimeter, berisi triliunan transistor, dipotong menjadi beberapa bagian. Menambahkan tumpukan sumbu Z IBM yang belum teruji ke dalam balet presisi ini adalah… menakutkan. Mesin tersebut melakukan ribuan operasi, meletakkan isolasi dan bahan kimia yang diukur dalam atom. Putuskan arus, putuskan rantai pasokan global.
Apakah sakit kepala itu sepadan?
IBM mengatakan ya. Seluruh dunia akan segera mengetahuinya. Atau mungkin tidak. Beberapa orang memimpikan chip 0,2 nanometer. Lebar satu atom. Satu elektron mengendalikan rangkaian. Itu adalah batas akhir. Kita mungkin tidak akan mencapainya sampai tahun 2050, dan pada saat itu, silikon klasik akan menyerah sepenuhnya pada mekanika kuantum.
Sampai saat itu, kami menumpuk.
