Intel: การรักษากฎหมายของมัวร์กำลังเป็นเรื่องท้าทาย

อินเทลจะพัฒนากฎหมายของมัวร์ในอนาคตอันใกล้นี้ แต่การรักษาขึ้นเรื่อย ๆ กลายเป็นเรื่องที่ท้าทายมากขึ้นเนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตของชิปลดลงตามที่ผู้บริหารของ บริษัท

กฎของมัวร์อยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีที่ว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถวางบนซิลิกอนจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆสองปีซึ่งจะนำพาคุณสมบัติเพิ่มเติมเกี่ยวกับชิปและช่วยเพิ่มความเร็วได้ อินเทลได้ใช้กฎของมัวร์เป็นพื้นฐานแล้วอินเทลได้พัฒนาทรานซิสเตอร์มากขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะที่ลดขนาดและต้นทุนของชิป ความก้าวหน้าในการผลิตช่วยให้สมาร์ทโฟนแท็บเล็ตและพีซีเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

Intel

แต่เนื่องจากชิปเล็กลงการรักษาระดับของกฎหมายของมัวร์อาจเป็นเรื่องที่ยากลำบากกว่านี้ในหลาย ๆ ปีที่ผ่านมานี้ William Holt, รองประธานอาวุโสและผู้จัดการทั่วไปกลุ่มเทคโนโลยีการผลิตของอินเทลกล่าวในการกล่าวสุนทรพจน์ในงานประชุมเทคโนโลยีเจฟฟรีส์เทคโนโลยีและสื่อและเทเลคอมในสัปดาห์นี้

"เราใกล้จะถึงจุดจบมากกว่าเมื่อห้าปีก่อนหรือไม่? เราไม่คิดอย่างนั้นเรามั่นใจว่าเราจะยังคงสร้างบล็อคพื้นฐานที่ช่วยให้สามารถปรับปรุงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ "โฮลท์กล่าว"

โฮลท์กล่าวว่า แต่ท้ายที่สุดความสามารถของอุตสาหกรรมในการปรับขนาดชิพให้มีขนาดเล็กลงได้กลายเป็นหัวข้อที่มีต่อจิตใจของทุกคนมานานหลายทศวรรษแล้ว แต่ไม่สนใจข้อคิดเห็นของผู้สังเกตการณ์และผู้บริหารอุตสาหกรรมว่ากฎหมายของมัวร์กำลังจะตาย การคาดการณ์บางอย่างเกี่ยวกับกฎหมายเป็นเรื่องสายตาสั้นและกระบวนทัศน์จะยังคงใช้ต่อไปเนื่องจาก Intel ลดขนาดชิปลงไป Holt กล่าว "

" ฉันไม่ได้มาที่นี่เพื่อบอกคุณว่าฉันรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น 10 ปีนับจากนี้พื้นที่นี้มีความซับซ้อนมากเกินไปอย่างน้อยสำหรับคนรุ่นต่อ ๆ ไปที่เรามั่นใจว่าเราจะไม่ได้เห็นการสิ้นสุดของยุค "Holt กล่าวถึงกระบวนการผลิตหลายรุ่น

กฎของมัวร์เป็นอันดับแรก ก่อตั้งขึ้นในปี 2508 โดยกอร์ดอนมัวร์ผู้ร่วมก่อตั้งอินเทลในปี พ.ศ. 2511 และท้ายที่สุดได้กลายเป็นซีอีโอในปี พ.ศ. 2518 เอกสารต้นฉบับในกฎหมายตีพิมพ์ในนิตยสารอิเล็กทรอนิคส์ในปีพศ. 2508 เน้นด้านเศรษฐศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับต้นทุนต่อทรานซิสเตอร์ซึ่งจะมาถึง "ความจริงที่ว่าตอนนี้ขณะที่เรามองไปที่อนาคตเศรษฐศาสตร์ของกฎหมายของมัวร์ … อยู่ภายใต้ความเครียดมากอาจจะเหมาะสมเพราะเป็นพื้นฐานสิ่งที่คุณกำลังส่งมอบคุณจะส่งผลประโยชน์ค่าใช้จ่ายในแต่ละรุ่น, Holt กล่าวว่า

แต่ Holt กล่าวว่าการผลิต ชิปขนาดเล็กที่มีคุณสมบัติมากขึ้นจะกลายเป็นความท้าทายเนื่องจากชิปอาจมีความไวต่อ "ข้อบกพร่องที่กว้างขึ้น" ความรู้สึกไวและความเปลี่ยนแปลงที่เพิ่มขึ้นและความสนใจในรายละเอียดเป็นสิ่งจำเป็น

"ในขณะที่เราทำสิ่งเล็กลงความพยายามที่จะทำให้พวกเขาทำงานได้จริงก็ยากขึ้นเรื่อย ๆ " โฮลท์กล่าว "มีขั้นตอนเพิ่มเติมและแต่ละขั้นตอนเหล่านี้จำเป็นต้องใช้ความพยายามเพิ่มเติมในการเพิ่มประสิทธิภาพ"

เพื่อชดเชยความท้าทายในการปรับขนาด Intel ได้พึ่งพาเครื่องมือและนวัตกรรมใหม่ ๆ

"สิ่งที่เป็นทางออกสำหรับเรื่องนี้ เป็นนวัตกรรมไม่เพียง แต่ปรับมาตราส่วนตามที่เป็นครั้งแรก 20 ปีหรือดังนั้น แต่ทุกครั้งที่คุณผ่านรุ่นใหม่คุณต้องทำบางสิ่งบางอย่างหรือเพิ่มบางสิ่งบางอย่างเพื่อให้สามารถปรับหรือการปรับปรุงที่จะไปต่อ "โฮลท์กล่าวว่า

Intel

Intel มีเทคโนโลยีการผลิตที่ทันสมัยที่สุดในอุตสาหกรรมในปัจจุบันและเป็นโรงงานแห่งแรกที่ดำเนินการโรงงานแห่งใหม่ ๆ อินเทลได้เพิ่มซิลิกอนที่มีความเค้นลงในกระบวนการผลิตขนาดนาโนเมตรและนาโนเมตรขนาด 65 นาโนเมตรซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์และเพิ่มวัสดุประตู - ออกไซด์หรือเรียกว่าประตูโลหะขนาดใหญ่ในกระบวนการผลิต 45 นาโนเมตรและ 32 นาโนเมตร

อินเทลได้เปลี่ยนโครงสร้างทรานซิสเตอร์เป็นรูปแบบ 3 มิติบนกระบวนการ 22 นาโนเมตรเพื่อลดชิปต่อไป ชิป 22 นาโนเมตรล่าสุดมีทรานซิสเตอร์อยู่ด้านบนทำให้สามารถออกแบบ 3D แทนที่จะติดกันซึ่งเป็นกรณีของเทคโนโลยีการผลิตก่อนหน้านี้

อินเทลในอดีตทำชิพเอง แต่ในช่วงสองปีที่ผ่านมา บริษัท ได้เปิดโรงงานผลิตชิปขึ้นโดยเฉพาะสำหรับ บริษัท ต่างๆเช่น Altera, Achronix, Tabula และ Netronome สัปดาห์ที่ผ่านมาอินเทลได้แต่งตั้งอดีตหัวหน้าฝ่ายการผลิต Brian Krzanich ให้ซีอีโอส่งสัญญาณว่าอาจพยายามสร้างรายได้จากโรงงานของตนโดยการทำสัญญาการผลิตชิ้นใหญ่ ๆ ชื่อของแอ็ปเปิ้ลได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในลูกค้าที่เป็นไปได้ของ Intel

สำหรับ Intel ความก้าวหน้าในการผลิตยังสัมพันธ์กับความต้องการของตลาดของ บริษัท เมื่อตลาดพีซีอ่อนตัวลงอินเทลได้ปล่อยชิพ Atom สำหรับแท็บเล็ตและสมาร์ทโฟนที่ใช้เทคโนโลยีการผลิตใหม่ล่าสุดเป็นอันดับแรก คาดว่าอินเทลจะเริ่มจัดส่งชิป Atom ที่ผลิตโดยใช้กระบวนการผลิตแบบ 22-nm ในปลายปีนี้ตามมาด้วยชิปที่ผลิตโดยใช้กระบวนการผลิต 14 nm ในปีหน้า Intel ประกาศว่าชิป Atom ขนาด 22 นาโนเมตรจะมาใหม่ สถาปัตยกรรมที่เรียกว่า Silvermont จะเร็วกว่าถึงสามเท่าและประหยัดพลังงานมากกว่าห้าเท่าของรุ่นก่อนที่ใช้กระบวนการรุ่น 32 นาโนเมตรที่เก่ากว่า ชิป Atom ได้แก่ Bay Trail ซึ่งจะใช้ในแท็บเล็ตในปลายปีนี้ Avoton สำหรับเซิร์ฟเวอร์ และ Merrifield ซึ่งจะครบกำหนดในปีหน้าสำหรับสมาร์ทโฟน อินเทลกำลังพยายามติดต่อกับ ARM ซึ่งมีโปรเซสเซอร์ที่ใช้กันในสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตมากที่สุดในปัจจุบัน

กระบวนการลดขนาดชิปจะต้องใช้ความคิดมากมายซึ่งหลายรูปแบบในการวิจัยของมหาวิทยาลัยได้รับการสนับสนุนจากผู้ผลิตชิป และสมาคมอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์กล่าวว่า แนวคิดบางอย่างเกี่ยวกับโครงสร้างทรานซิสเตอร์ใหม่ ๆ และวัสดุที่ใช้แทนซิลิคอนแบบดั้งเดิม

"ความเครียดเป็นตัวอย่างหนึ่งที่เราทำในอดีต แต่การใช้เจอร์เมเนียมแทนซิลิกอนเป็นความเป็นไปได้ที่จะได้รับการค้นคว้า โฮลท์กล่าวว่าการใช้วัสดุ III-V เป็นข้อได้เปรียบ "แล้วมีอุปกรณ์ใหม่ที่กำลังได้รับการประเมินเช่นเดียวกับรูปแบบที่แตกต่างกันของการผนวกรวมกัน"

ครอบครัวของวัสดุ III-V ประกอบด้วย gallium arsenide

การวิจัยยังอยู่ระหว่างการดำเนินการที่ บริษัท อื่น ๆ เช่น IBM ซึ่งกำลังสืบสวน โปรเซสเซอร์ graphene, ท่อนาโนคาร์บอนและวงจรแสงในโปรเซสเซอร์ซิลิคอน

มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกากำลังดำเนินการด้านความพยายามที่เรียกว่า "Science and Engineering (วิศวกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเบื้องหลังกฎหมายของ Moore)" และเป็นเงินทุนสนับสนุนการวิจัยด้านการผลิตนาโนเทคโนโลยีชิพมัลติคอร์และเทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่นควอนตัม

Intel

บางครั้งการเปลี่ยนแปลงในทันทีไม่ใช่ความคิดที่ดี Holt กล่าวชี้ไปที่การเปลี่ยนแปลงของ Intel ในปี 2542 ถึงการเชื่อมต่อระหว่างทองแดงกับกระบวนการ 180 นาโนเมตร อินเทลเป็นผู้มีอิทธิพลต่อสายทองแดงซึ่งโฮลท์กล่าวว่าเป็นคำตัดสินที่ถูกต้องในเวลานั้น

ชุดอุปกรณ์ดังกล่าวยังไม่โตเต็มที่ในเวลานั้นผู้คนที่ย้าย [ต้น] ดิ้นรนต่อสู้อย่างหนัก " อินเทลยังได้ย้ายฐานการผลิตมาเป็นระยะเวลานานถึงการพิมพ์หินซึ่งช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายของ บริษัท ได้หลายล้านเหรียญสหรัฐ

เมื่อ Intel ย้ายไปสู่การพิมพ์หินแล้วการเปลี่ยนแปลงก็เรียบเนี้ สำหรับผู้ผลิตชิปคือแผ่นเวเฟอร์ขนาด 450 มม. ซึ่งจะช่วยให้สามารถผลิตชิปได้มากขึ้นในโรงงานด้วยต้นทุนที่น้อยลง อินเทลในเดือนกรกฎาคมปีที่แล้วลงทุน 2,100 ล้านเหรียญใน ASML ซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องมือเพื่อช่วยให้วงจรชิปขนาดเล็กและแผ่นเวเฟอร์ขนาดใหญ่ขึ้น หลังจากที่ผู้นำของอินเทล TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.) และ Samsung ได้ลงทุนใน ASML ลูกค้าของ TSMC ได้แก่ Qualcomm และ Nvidia ซึ่งออกแบบชิพจากโปรเซสเซอร์ ARM

การลงทุนของ Intel ใน ASML มีส่วนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเครื่องมือสำหรับการใช้เทคโนโลยี EUV (extreme ultraviolet) ซึ่งช่วยให้ทรานซิสเตอร์มากขึ้น ซิลิคอน. EUV ลดช่วงความยาวคลื่นที่จำเป็นในการถ่ายโอนรูปแบบวงจรบนซิลิคอนโดยใช้มาสก์ ที่ช่วยให้สามารถสร้างภาพที่ละเอียดขึ้นบนแผ่นเวเฟอร์และชิปสามารถนำทรานซิสเตอร์ได้มากขึ้น เทคโนโลยีนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญยิ่งต่อความต่อเนื่องของกฎหมายของมัวร์

โฮลท์ไม่สามารถคาดเดาได้ว่า Intel จะย้ายไปที่แผ่นเวเฟอร์ขนาด 450 มิลลิเมตรและหวังว่าจะมีขึ้นในปลายทศวรรษนี้ EUV ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นสิ่งที่ท้าทายเขากล่าวเพิ่มเติมว่ามีปัญหาด้านวิศวกรรมในการทำงานก่อนที่จะมีการใช้งาน

อย่างไรก็ตามโฮลท์มีความมั่นใจเกี่ยวกับความสามารถในการลดขนาดลงของอินเทลและยังคงเป็นคู่แข่งของคู่แข่งเช่น TSMC และ GlobalFoundries ซึ่งกำลังพยายามที่จะติดตามการผลิตด้วยการใช้ทรานซิสเตอร์ 3D ในกระบวนการผลิต 16 นาโนเมตรและ 14 นาโนเมตรตามลำดับ ปี. แต่อินเทลกำลังก้าวไปสู่ทรานซิสเตอร์ 3D รุ่นที่สองและไม่เหมือนคู่แข่งอื่น ๆ นอกจากนี้ยังลดทรานซิสเตอร์ลงด้วยซึ่งจะทำให้เกิดข้อได้เปรียบด้านการผลิต

การพูดถึงคู่แข่งของอินเทลโฮลท์กล่าวว่า "เนื่องจากพวกเขาค่อนข้างซื่อสัตย์และเปิดกว้าง เราจะยังคงมีขอบที่สำคัญในการทำงานของทรานซิสเตอร์ "