Vijftig jaar geleden creëerde DRAM-uitvinder en IEEE Medal of Honor-winnaar Robert Dennard wat in wezen het pad van de halfgeleiderindustrie zou worden naar een steeds toenemende transistordichtheid en chipprestaties. Dat pad werd bekend als Dennard-schaling en hielp bij het codificeren van Gordon Moore’s postulaat om de afmetingen van apparaten elke 18 tot 24 maanden te halveren. Decennia lang heeft dit ingenieurs ertoe aangezet de fysieke grenzen van halfgeleiderapparaten te verleggen.
Maar halverwege de jaren 2000, toen de schaalvergroting van Dennard opraakte, moesten chipmakers zich wenden tot exotische oplossingen zoals extreem-ultraviolette (EUV) lithografiesystemen om te proberen de wet van Moore onder controle te houden. Tijdens een bezoek in 2017 aan GlobalFoundries in Malta, NY, om het bedrijf zijn eerste EUV-systeem te zien installeren, vroeg Senior Editor Samuel K. Moore aan een expert wat de gieterij nodig heeft om nog kleinere apparaatafmetingen te realiseren. “We zouden waarschijnlijk een deeltjesversneller onder de parkeerplaats moeten bouwen”, grapte de man. Het idee leek zo fantastisch dat het bij Moore bleef.
Dus toen de in Tokio gevestigde technologiejournalist John Boyd onlangs een verhaal vertelde over een poging om een lineaire versneller als EUV-lichtbron te gebruiken, was Moore enthousiast. Boyds bezoek aan de High Energy Accelerator Research Organization, bekend als KEK, in Tsukuba, Japan, werd de basis voor “Is de toekomst van de wet van Moore in de deeltjesversneller?” Zoals hij rapporteert, genereert het systeem van KEK licht door “elektronen tot relativistische snelheden te brengen en vervolgens op een bepaalde manier van hun beweging af te wijken.”
Tot nu toe zijn KEK-onderzoekers erin geslaagd een elektronenbundel van 17 mega-elektron-volt te vernietigen in uitbarstingen van infrarood licht van 20 micrometer, veel verder dan de huidige industrienorm van 13,5 nanometer. Maar het KEK-team is optimistisch over de vooruitzichten voor hun technologie.
Hoewel het vermogen van de industrie om kleinere apparaten tegen een betaalbare prijs te maken zeker is afgenomen, gelooft Moore dat schaalvergroting nog steeds een paar trucjes in petto heeft. Naast helderdere lichtbronnen zoals waar KEK aan werkt, zullen toekomstige complementaire veldeffecttransistors (CFET’s) twee transistors bouwen in de ruimte van één.
“Ik geloof dat Wong en Liu willen dat jonge, technisch ingestelde mensen begrijpen hoe belangrijk het is om halfgeleiders vooruit te helpen en dat ze deel willen uitmaken van die inspanning”, zegt Moore.
Op de korte termijn zegt Moore dat het stapelen van chips de meest efficiënte manier is om de hoeveelheid logica en geheugen die je aan een probleem kunt toevoegen, te blijven vergroten.
“Er zullen altijd functies in de CPU of GPU zijn die niet zo goed kunnen schalen als de kernlogica van de processor. Het wordt steeds minder zinvol om te proberen al deze onderdelen te blijven bouwen met behulp van de allernieuwste kernlogica-chipprocessen”, zegt Moore. “Het is logischer om elk onderdeel met je beste, meest economische proces te bouwen en ze als stapel weer in elkaar te zetten, of op zijn minst in hetzelfde pakket.”
Om aan de eisen van de groeiende AI-sector te voldoen, zullen GPU-fabrikanten de handen ineen moeten slaan. Toen de voormalige president van Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Mark Liu en TSMC-hoofdwetenschapper H.-S. Philip Wong wilde hun boodschap over de toekomst van CMOS overbrengen, dus wendden ze zich tot Moore. Het resultaat is “De weg naar een 1 biljoen transistor-GPU.” Naast de zakelijke rol van Wong is hij ook academicus. Een van de zorgen die hij herhaaldelijk tegen Moore heeft geuit, is dat AI en software in het algemeen talent wegtrekken uit de halfgeleidertechniek.
“Ik geloof dat Wong en Liu willen dat jonge, technisch ingestelde mensen begrijpen hoe belangrijk het is om halfgeleiders vooruit te helpen en dat ze deel willen uitmaken van die inspanning”, zegt Moore. “Ze willen laten zien dat halfgeleidertechniek een lange carrièretoekomst heeft, ondanks de vele geruchten over de dood van de wet van Moore.”
Uit artikelen op uw website
Gerelateerde artikelen op internet