Jego wielkość jest mniej więcej wielkości paznokcia.
Wewnątrz tego maleńkiego kawałka krzemu znajduje się prawie 100 miliardów tranzystorów. Nie miliard. Nie dziesięć miliardów. Prawie dwukrotnie większa gęstość niż w przypadku poprzednich, najnowocześniejszych chipów. IBM nazywa to swoim prototypem wykonanym w procesie technologicznym 0,7 nanometra, chociaż określenie „0,7 nm” jest już pewnym kłamstwem, marketingowym skrótem oznaczającym coś znacznie dziwniejszego niż tylko mały rozmiar.
Stare zasady już nie obowiązują.
Od czterdziestu lat branża goni za redukcjami zatrudnienia. Ściśnij tranzystor. 10 nanometrów, potem 5, potem 2. Mniejszy oznaczał większą gęstość, prędkość i tańszą energię. Prosta logika. Ale zderzyliśmy się ze ścianą. Fizyczna ściana. Huimin Bu, badacz w IBM, ujmuje to bez ogródek: te nazwy rozmiarów? Teraz są oderwani od rzeczywistości. „0,7 nm” nie jest pomiarem fizycznym. To jest skrót. Marka.
Prawdziwym przełomem nie jest kompresja pozioma. Oraz w konstrukcji pionowej.
„Nasza branża skaluje… wzdłuż osi X i Y od ponad 60 lat. Po raz pierwszy umożliwimy skalowanie w osi Z.”
Wyobraź sobie dwie warstwy zasilanych 2 nm chipów (takich, jakie Apple już rozważa w przypadku następnego iPhone’a) ułożonych jedna na drugiej. Brzmi prosto, prawda? Spróbuj połączyć miliardy przewodów między tymi warstwami bez topienia krzemu lub tworzenia radiatora, który wrze wodę. IBM twierdzi, że tak zrobił. Opracowali sposób łączenia dwóch warstw w celu obsługi połączeń elektrycznych, zachowania chłodu i prawdziwie masowej produkcji. Piętnaście lat rozwoju jednego procesu.
Dlaczego kogokolwiek miałoby to obchodzić?
Ponieważ prawo Moore’a umiera na winorośli, a przynajmniej obficie krwawi. Nie można po prostu wycisnąć więcej z płaskiego silikonu. Musisz to złożyć.
IBM obiecuje, że to cudo o wymiarach 10 x 15 mm będzie o 50% bardziej produktywne i o 70% bardziej energooszczędne niż dzisiejsi liderzy. Urządzenia komercyjne? Może. Mają nadzieję, że za dziesięć lat. Dziesięć lat to w technologii wieczność, dłużej niż niektórzy z nas płacą czynsz.
Plan działania ustala IMEC, belgijski instytut badawczy, który pełni funkcję ONZ dla producentów chipów. Stos IBM odpowiada ich harmonogramowi. Inni prawdopodobnie pójdą ich śladem. Samotne ryzykowanie przyszłości przez jedną firmę jest zbyt kosztowne.
Ale jest brudno. Bardzo brudny.
Owen Guy, fizyk z Uniwersytetu w Swansea, uważa, że cała okolica zamienia się w cyrk. Inni producenci deklarują podobne gęstości, ale oszukują, stosując grube podłoża do oddzielania warstw, uniemożliwiając prawdziwą komunikację 3D. Trudne do schłodzenia, trudne do podłączenia. Dym i lustra.
Obecnie sprzeciwiamy się prawom fizyki.
Niektóre części nowych chipów IBM mają grubość piętnastu atomów. Jest mały. Wycieki prądu, dziwactwa kwantowe, eksplozje termiczne, które czekają, aby się wydarzyć. Guy zwraca uwagę, że kurczące się tranzystory nie powodują już mniejszego laptopa. Dzięki temu dłużej działa na baterii. Oszczędza energię w centrach danych. Oto gra. Wydajność, a nie przenośność.
Potem jest koszmar produkcyjny.
Chipy są wycinane z 300-milimetrowych płytek zawierających biliony tranzystorów, pociętych na partie. Dodanie nieprzetestowanego stosu osi Z IBM do tego baletu precyzji… budzi podziw. Maszyny wykonują tysiące operacji, osadzając izolację i chemikalia mierzone w atomach. Przerwij przepływ – przełam globalny łańcuch dostaw.
Czy warto zawracać sobie głowę?
IBM twierdzi, że tak. Już niedługo dowie się o tym cały świat. A może nie. Niektórzy marzą o chipach o wielkości 0,2 nanometra. Szerokość jednego atomu. Jeden elektron sterujący obwodem. To jest ostateczna granica. Osiągniemy to dopiero w 2050 r. i być może do tego czasu klasyczny krzem całkowicie ustąpi miejsca mechanice kwantowej.
Do tego czasu dodajemy.
