De Wet van Moore viert straks zijn vijftigste verjaardag, maar de komende tien jaar zullen die halve eeuw overtreffen. Dit stelt Intel, dat al vijftig jaar de ‘wet’ van zijn mede-oprichter in stand houdt.
‘De impact van de Wet van Moore op millennials is groot’, verklaart futuroloog Steve Brown van Intel. Hij geeft tekst en uitleg aan de vooravond van de vijftigste verjaardag van de beroemde regel voor de ontwikkeling van chips. De op 19 april 1965 geformuleerde Wet van Moore stelt dat het aantal transistoren op een computerchip elke twee jaar verdubbelt. In de praktijk komt dit vaak neer op een verdubbeling van het prestatieniveau, hoewel dat niet letterlijk in de ‘voorspelling’ van Moore is vervat.
‘Eigenlijk geen wet’
‘Het is ook eigenlijk geen wet’, weet Brown te vertellen. Een wetenschappelijke wetmatigheid is immers iets dat altijd stand houdt, ‘ongeacht wat er verder gebeurt’. De stelling van chipgrondlegger Gordon Moore is vijftig jaar geleden geformuleerd als slechts een observatie, zegt Intel-evangelist Brown. ‘Een observatie van wat Gordon toen zag gebeuren in de ontwikkeling van chips.’ Pas tien jaar later is het erkend als een wetmatigheid.
Sindsdien heeft de chipindustrie, met reus Intel vaak voorop, ernaar gestreefd de Wet van Moore in stand te houden. Dat blijven volgen van de curve voor de verdubbeling van transistordichtheid is niet slechts hetzelfde chipontwerp steeds kleiner weten te maken, legt Intel-wetenschapper Mark Bohr uit. ‘Verkleinen doen we natuurlijk ook, maar er komt ook aanpassen bij kijken: verfijnen en overstappen op andere materialen.’ Het basismateriaal silicium (silicon) voor chips is in de loop der jaren bijgestaan door nieuwe ‘grondstoffen’ en bouwstenen, zoals koper, strained silicon en driedimensionaal gestapelde transistors (FinFET).
Verkleiningsstappen
Onderzoekswerk om de volgende verkleiningsstappen mogelijk te maken loopt jaren op de markt vooruit. Sommige veelbelovende materialen en ontwerpen blijken uiteindelijk toch niet geschikt, sommige toch wel, vertelt Bohr. Intel is nu bezig met de ontwikkeling van het productieproces voor chips met transistorlijnmaten van 10 nanometer (nm), wat volgt op de huidige chipgeneratie op 14 nm. Voor daarna staan 7 en 5 nm op de planning, waarvoor nu nog volop r&d-werk (research & development) wordt verricht.
De curve van de verdubbeling elke twee jaar wordt vooralsnog aangehouden. ‘De Wet van Moore zal niet tot een abrupt einde komen’, bezweert Bohr. ‘We zullen ons aanpassen, bijvoorbeeld door niet meer puur voor scaling te gaan maar voor 3d-transistors.’ Hij geeft aan dat sommige bedrijven minder optimistisch zijn dan Intel wat betreft het blijven voldoen aan de Wet van Moore.
Hele nieuwe industrieën
De constante innovatie in chipontwikkeling helpt niet alleen Intel en de computerindustrie vooruit, merkt Intels futuroloog Steve Brown op. Hij haalt toepassingen, bedrijven en hele industrieën aan die zonder de exponentiële vooruitgang dankzij de Wet van Moore niet eens hadden bestaan. Onder meer pc’s, computeranimatiefilms zoals het toen baanbrekende Toy Story, elektronica in auto’s, smartphones en smartwatches. ‘De processor van een Android-smartphone zou met de technologie van Intels eerste microchip uit 1971, de 4004, de omvang van een parkeerterrein hebben. En het zou een batterijduur van enkele seconden hebben. En dat is allebei dan alleen voor de processor.’
Brown stelt dat de ontwikkelingen en doorbraken van de afgelopen vijftig jaar nog zullen verbleken bij wat er de komende jaren gaat komen. ‘Je hebt nog niets gezien!’ Hij spreekt enthousiast over de mogelijkheden voor jonge generaties die nu opgroeien met technologie die overal om hun heen ingebed kan zijn. ‘Het digitale wordt fysiek’, waarbij dan wel scherpe aandacht voor security moet zijn, benadrukt Brown.
‘Voor een twintigjarige van nu lijkt het misschien iets ouds: de Wet van Moore stamt van vóór jouw geboorte en misschien ook van vóór de geboorte van jouw ouders.’ Toch is de wetmatigheid van Intel mede-oprichter Gordon Moore nu meer dan ooit van belang. ‘Het zal nu en de komende tien jaar nog veel belangrijker zijn’, bezweert de topman.
