В 1965 году Гордон Мур, директор по исследованиям и разработкам в Fairchild Semiconductor, получил задание написать статью для 35-летия журнала Electronics. Он не ожидал, что его наблюдение станет одним из самых влиятельных прогнозов в истории технологий. Мур заметил, что количество транзисторов на микросхеме удваивается каждый год, и предположил, что эта тенденция сохранится. Его предсказание, позже названное Законом Мура, стало основой для развития полупроводниковой индустрии на десятилетия вперед.
«Я просто экстраполировал на десять лет вперед и сказал: к 1975 году у нас будет около 60 тысяч компонентов на чипе».
Первоначально Мур говорил об удвоении каждый год, но в 1975 году скорректировал прогноз до удвоения каждые два года. Удивительно, но его расчеты оказались верны на протяжении почти 50 лет. Однако сегодня, когда транзисторы достигли размеров в несколько нанометров, возникает вопрос: действует ли Закон Мура или он окончательно устарел?
Как Закон Мура стал самоисполняющимся пророчеством
В 1968 году Мур и Роберт Нойс основали Intel, компанию, которая превратила его прогноз в индустриальный стандарт. Уже в 1971 году Intel выпустила первый коммерческий микропроцессор — 4004 с 2300 транзисторами. К 1982 году чип 80286 содержал 134 000 транзисторов, а к 2020-м годам их число перевалило за десятки миллиардов.
Но прогресс не был бы возможен без ключевых технологических прорывов:
- CMOS-технология (1980-е) — снизила энергопотребление и нагрев.
- EUV-литография (2010-е) — позволила создавать транзисторы размером 5 нм.
- FinFET-архитектура (2012) — переход к трехмерным транзисторам.
Эти инновации поддерживали закон Мура, но сегодня физические ограничения становятся критическими.
Почему уменьшение транзисторов больше не работает
Современные транзисторы достигли размеров 2 нанометра — это всего 8 атомов кремния. На таких масштабах проявляются квантовые эффекты, например, туннелирование электронов, которое приводит к утечкам тока. Дальнейшее уменьшение становится все сложнее и дороже.
Стоимость строительства нового завода для производства 3-нм чипов превышает 20 млрд долларов. Это делает закон Мура экономически невыгодным. Вместо простого увеличения числа транзисторов индустрия переходит к:
- Многоядерным процессорам — параллельные вычисления вместо роста тактовой частоты.
- Специализированным чипам (NPU, GPU) — ускорение ИИ-задач.
- Новым материалам (графен, квантовые точки).
Актуален ли Закон Мура сегодня?
В классическом понимании — нет. Удвоение транзисторов каждые два года больше не происходит. Однако сам принцип экспоненциального роста производительности остается движущей силой технологий. Современные процессоры, такие как Apple M4 или Intel Core Ultra, используют нейропроцессоры (NPU) для ускорения ИИ-задач, что стало новым этапом развития.
Исследователи из MIT и TSMC работают над альтернативами кремнию, включая:
- Фотонные вычисления — передача данных светом вместо электричества.
- Квантовые процессоры — IBM и Google уже тестируют чипы с 1000+ кубитов.
Закон Мура больше не диктует правила, но его дух — стремление к прогрессу — остается основой технологической революции.