نهاية قانون “مور”؟ استحالة تقليص أحجام الترانزيستورات بحلول عام 2021
الموت من جديد
إن من الأشياء التي جرى توقع موتها وانتهائها، عدة مرات، لكنها بقيت موجودةً للآن، هي الحواسيب. ولنكون أكثر وضوحاً؛ نحن نتكلم عن “قانون مور”. بحسب ملاحظات جامعة ميسوري، فإن قانون مور: “هو القانون الذي يقول بأن عدد الترانزيستورات، التي يمكن وضعها على الرقاقة الحاسوبية، يتضاعف كل 18 شهراً، ما يؤدي إلى زيادة القدرة الحاسوبية بشكل دوري”.
يعتبر ظهور أي تقنية حاسوبية جديدة بشيراً لنهاية ذلك القانون، إذ تتحضّر صناعة أنصاف النواقل لنهايتها منذ مدة. ويبدو أننا على وشك تحديد تاريخ هذه النهاية بدقة. توقع تقرير الخارطة التقنية العالمية لأنصاف النواقل في نسخته الأخيرة لعام 2015 بأن الترانزيستورات ستتوقف عن إمكانية التقلص […] بحلول عام 2021.
يرى التقرير بأنه في ذلك العام ستصبح عملية تقليص أبعاد الترانزيستورات في المعالجات الصغرية غير قابلة للتطبيق اقتصادياً، لكن هناك أمل، إذ تسعى الشركات لإيجاد سبل أخرى للحفاظ على حياة قانون مور لمدة أطول بقليل.
وعلى وجه الخصوص، من المتوقع لشركات الرقاقات الإلكترونية أن تقوم بالبحث عن استراتيجيات أخرى لزيادة الكثافة. قد يتضمن هذا تحويل الشكل الهندسي للترانزيستور من الوضع الأفقي إلى العمودي، ويتضمن أيضاً بناء عدة طبقات للدارات المتراصفة فوق بعضها البعض.
انزياحات الصناعة
يحاول التقرير، ذو العنوان “آي تي آر إس 2.0” (ITRS 2.0)، إعلامَنا بالانزياحات الحاصلة في صناعات الحوسبة. في السابق، كانت سرعة وخصائص أنصاف النواقل هي التي تحدد صناعة التطبيقات الحاسوبية. لكن اليوم؛ فإن التطبيقات هي التي تحدد الخصائص المطلوبة من أنصاف النواقل.
توقع تقرير “آي تي آر إس” قبل السابق؛ بأن الطول الفيزيائي لبوابة الترانزيستور –الذي يعد مؤشراً على مسافة مرور التيار ضمنه- والأبعاد الأخرى ضمن الرقاقات الإلكترونية، ستستمر بالتقلص حتى عام 2028 على الأقل.
كان هذا قبل تطور مفهوم ثلاثية الأبعاد. حيث تعتبر البنى ثلاثية الأبعاد هي المفتاح لتخفيف أعباء تقليل الحجوم ولتعزيز سعات ذاكرات “ناند” (NAND Flash). كما ظهرت تقنية أخرى تستوجب الاهتمام وهي: الدمج الموحد ثلاثي الأبعاد (Monolithic 3D Integration)، حيث توجد طبقات من الأجهزة المتراصفة فوق بعضها البعض، متصلةً فيما بينها عبر شبكة من الأسلاك.
كما يرى التقرير عدداً من التوجهات الجديدة، مثل: الأجهزة ذات البوابات الحدودية، والترانزيستورات العمودية، والمواد البديلة عن السيليكون.