In december 1964 deed Gordon Moore, destijds directeur bij Fairchild Semiconductors, een ogenschijnlijk nonchalante observatie die ruim een halve eeuw lang de drijvende kracht achter de halfgeleiderindustrie zou worden. In een toespraak voor een professionele vereniging voorspelde Moore dat het aantal transistors op geïntegreerde schakelingen elk jaar zou verdubbelen. Deze projectie, later de ‘Wet van Moore’ genoemd, was niet gebaseerd op strikt wetenschappelijke principes, maar eerder op waargenomen economische en industriële trends – een belangrijk detail dat vaak over het hoofd wordt gezien.
De opkomst van de microchip
In die tijd waren computers kolossen ter grootte van een kamer, en geïntegreerde schakelingen (microchips) stonden nog in de kinderschoenen. De siliciumtransistor was pas tien jaar eerder uitgevonden en de eerste rudimentaire geïntegreerde schakelingen begonnen nog maar net te ontstaan. Moore merkte een duidelijk patroon op: het aantal transistoren verdubbelde snel, van 16 in 1961 tot 120 in 1964.
Deze exponentiële groei was niet toevallig. Moore’s voorspelling ging niet alleen over wat zou kunnen gebeuren; het was een self-fulfilling prophecy. Door deze verwachting te scheppen, stimuleerde hij de industrie om meedogenloos te innoveren om hieraan te voldoen. In 1965 versterkte hij het idee verder in een hoofdartikel voor het tijdschrift Electronics, waarin hij moedig 65.000 componenten op één enkele chip voorspelde – een duizelingwekkend aantal voor die tijd. Tegenwoordig bevatten chips biljoenen transistors.
Van voorspelling naar industriestandaard
Moore was in 1968 medeoprichter van Intel, en zijn ‘wet’ veranderde van een voorspelling in een kerndoelstelling van het bedrijf. Het tempo werd later bijgesteld tot een verdubbeling elke twee jaar in 1975, een duurzamer tempo dat niettemin tientallen jaren van innovatie aanwakkerde. Deze meedogenloze drang naar miniaturisering vormt de basis van bijna alle moderne elektronica, van smartphones tot supercomputers.
De grenzen van de groei
Jarenlang voorspelden experts dat de wet van Moore zijn grenzen zou bereiken, maar toch bleef deze bestaan dankzij ingenieuze technische oplossingen. Zoals Moore zelf in 2016 opmerkte: “Er lijkt altijd een ondoordringbare barrière op de weg te zijn, maar naarmate we dichterbij komen, komen mensen met oplossingen.” Uiteindelijk kwam de fysieke realiteit echter tussenbeide.
De ‘wet’ begon rond 2016 te wankelen toen Intel moeite had om de transistorgroottes binnen het voorspelde tijdsbestek te verkleinen van 14 naar 10 nanometer. Deze ineenstorting was geen mislukking van innovatie, maar een gevolg van fundamentele natuurkunde. Naarmate transistors kleiner worden, worden kwantumeffecten zoals kwantumtunneling onvermijdelijk, waardoor elektronen tussen transistors lekken en de functionaliteit verstoren.
De wet van Moore is in zijn oorspronkelijke vorm niet langer levensvatbaar. Terwijl de sector grenzen blijft verleggen, is de exponentiële groei uit het verleden onhoudbaar. Het tijdperk van het elke twee jaar verdubbelen van de transistordichtheid is voorbij, omdat de wetten van de natuurkunde echte beperkingen opleggen aan hoe klein we kunnen worden.
