Стал ли историей закон мура?
Работает ли еще закон Мура? Такой вопрос обсуждался на семинаре «Полупроводниковая индустрия в 2025 г.», прошедшем в рамках International Solid-State Circuits Conference (ISSCC). Intel на этом семинаре представлял старший почетный исследователь корпорации (Senior Intel Fellow) Марк Бор (Mark Bohr). Являясь директором направления Process Architecture and Integration в команде разработчиков логических технологий (подразделение TMG), Бор отвечает на вопросы об эволюции полупроводниковой индустрии и развитии закона Мура и его роли в будущем.
– Что в настоящее время говорят о будущем закона Мура?
Отвечая на вопрос, Марк Бор взял в руки подложку, изготовленную Intel с применением 32-нм техпроцесса
– Очевидно, что закон Мура эволюционирует. Его базовый принцип заключается в том, что если вы уменьшаете размер транзистора, снижаются его стоимость и потребление электрической энергии. Этот простой принцип отлично работал на протяжении двух десятилетий.
Около 10 лет назад мы уже не могли уменьшать размер транзисторов, как делали это раньше, чтобы получить аналогичный результат. Мы были вынуждены приступить к разработке новых технологий. В частности, при изготовлении подложек мы были вынуждены перейти к использованию новых материалов и структур и стали искать новые пути. Вы можете сказать, что первоначальный способ изменения их размеров изжил себя, но новый гораздо интереснее. В маломощных микросхемах и «системах на чипе» (System on Chip, SOC) транзисторов не обязательно должно быть очень много, поэтому уменьшение их размеров в таких решениях, в основном, выполняется для того, чтобы снизить потребление энергии и производственные издержки.
– А что придется делать, когда число транзисторов в чипе нельзя будет удваивать каждые два года?
– Intel выпускает ряд решений, свойства которых, по-прежнему, будут улучшаться, если мы будем увеличивать число транзисторов. В частности, я говорю о чипах для высокопроизводительных серверов. Мы стараемся разместить на одном таком процессоре столько вычислительных ядер, сколько возможно. Чем больше их будет, тем лучше система сможет выполнять сложные задачи.
Важным параметром остается количество транзисторов на единице площади, т.е., плотность их «упаковки». Сколько таких элементов вы можете разместить на одном квадратном миллиметре? Мы выпустили процессоры со 100 млн. и в некоторых случаях даже с миллиардами транзисторов – это, конечно же, хорошо.
Людям интересны компьютеры с небольшим корпусом, которые смогли бы поместиться на ладони. Мы не можем позволить таким устройствам потреблять не только 100, но даже и 20 Вт. Этот показатель должен составлять 1 Вт или менее. Для этого нужно использовать закон Мура, во всяком случае, в потребительском сегменте.
– Что вы можете сказать об экологических аспектах закона Мура?
– Следование закону Мура – это верный подход к окружающей среде. Когда вы уменьшаете размер транзистора, требуется меньшее количество материала для его изготовления. Он потребляет меньше энергии. Раньше мы выпускали процессоры, потребляющие 100 Вт. Теперь энергопотребление многих из них лежит в пределах 20 Вт, а в ближайшем будущем мы приблизимся к энергопотреблению в 1 Вт.
– Что произойдет с полупроводниковой индустрией через 15 лет?
– Мой доклад на ISSCC был посвящен описанию эффективной бизнес-модели для компании, продолжающей работать в нашей индустрии. Я хотел разъяснить преимущества «вертикальной» интеграции в разработке микросхем. Под вертикальной интеграцией я подразумеваю подход, когда компания контролирует и разрабатывает наибольшую часть производственного цикла собственноручно. Такой компанией является Intel. Мы сами разрабатываем технологический процесс, у нас есть свои заводы, мы проектируем чипы, технологии их упаковки, создаем программное обеспечение. Чем больше взаимосвязанных компонентов мы контролируем, тем лучше. Мы можем сами все оптимизировать, так как все находится под единым командованием.
Сегодня существуют несколько компаний с вертикальной интеграцией, и все они являются лидерами полупроводниковой промышленности. Некоторые продукты, выпускаемые в рамках такого подхода, будут играть определенную роль на рынке. Однако, затем последует вторая волна продуктов, которые не будут содержать новейших технологий. Тем не менее, и они, по-прежнему, будут нести на рынок нечто новое. Что касается продуктов, выпущенных на пике технологий, они должны содержать в себе все инновации, которые в них может вложить производитель.
Каждые два года, следуя стратегии «тик-так», Intel представляет новое поколение технологии и вместе с этим – новый ряд продуктов. Другие компании, судя по всему, не способны следовать такому темпу. Если взять 32-нм технологический процесс, то в этом направлении наш ближайший конкурент находится примерно на год позади нас, может, даже больше.
