В декабре 1964 года Гордон Мур, тогдашний директор Fairchild Semiconductors, сделал, казалось бы, случайное наблюдение, которое стало движущей силой полупроводниковой промышленности на протяжении более полувека. Выступая перед профессиональным сообществом, Мур предсказал, что количество транзисторов на интегральных схемах будет удваиваться каждый год. Этот прогноз, позже названный «законом Мура», был основан не на строгом научном принципе, а скорее на наблюдаемых экономических и отраслевых тенденциях – ключевая деталь, которую часто упускают из виду.
Расцвет Микрочипа
В то время компьютеры были огромными машинами, занимавшими целые комнаты, а интегральные схемы (микрочипы) находились в зачаточном состоянии. Кремниевый транзистор был изобретен всего десятилетие назад, а первые примитивные интегральные схемы только начинали появляться. Мур заметил четкую закономерность: количество транзисторов быстро удваивалось – с 16 в 1961 году до 120 к 1964 году.
Этот экспоненциальный рост был не случайным. Прогноз Мура был не просто о том, что может произойти; это было самоисполняющимся пророчеством. Установив это ожидание, он подстегнул отрасль к неустанным инновациям, чтобы соответствовать ему. В 1965 году он еще больше укрепил эту идею в редакционной статье для журнала Electronics, смело предсказав 65 000 компонентов на одном чипе – ошеломляющее число для той эпохи. Сегодня чипы содержат триллионы транзисторов.
От Прогноза к Отраслевому Стандарту
Мур основал Intel в 1968 году, и его «закон» превратился из прогноза в основную бизнес-цель. Темп позже был пересмотрен до удвоения каждые два года в 1975 году, что было более устойчивой скоростью, которая, тем не менее, подпитывала десятилетия инноваций. Эта неустанная гонка за миниатюризацией является основой почти всей современной электроники, от смартфонов до суперкомпьютеров.
Пределы Роста
На протяжении многих лет эксперты предсказывали, что закон Мура достигнет своих пределов, но он сохранялся благодаря гениальным инженерным решениям. Как отметил сам Мур в 2016 году: «Всегда кажется, что впереди непреодолимый барьер, но по мере приближения к нему люди находят решения». Однако физическая реальность рано или поздно вмешалась.
«Закон» начал давать сбои примерно в 2016 году, когда Intel столкнулась с трудностями при уменьшении размеров транзисторов с 14 до 10 нанометров в прогнозируемые сроки. Этот срыв не был результатом отсутствия инноваций, а следствием фундаментальной физики. По мере уменьшения транзисторов неизбежными становятся квантовые эффекты, такие как квантовое туннелирование, вызывающие утечку электронов между транзисторами и нарушение функциональности.
Закон Мура, в его первоначальной форме, больше не жизнеспособен. Хотя отрасль продолжает расширять границы, экспоненциальный рост прошлого неустойчив. Эпоха удвоения плотности транзисторов каждые два года подошла к концу, поскольку законы физики накладывают реальные ограничения на то, насколько маленькими мы можем сделать устройства.
