Pengene kan tage livet af Moores Lov

Chipindustriens fremtid afhænger ikke kun af at kunne gøre mikroprocessorerne hurtigere og kraftigere. Omkostningerne skal også følge med, ellers går udviklingen i stå. Det vurderer analysefirmaet McKinsey i en artikel fra december.

Chipindustrien har siden 1960′erne levet op til en observation og strategi om at fordoble antallet af transistorer på en chip til samme pris i løbet af to år. Det er kendt som Moores Lov, som hidtil har holdt stik, men den ser nu ud til at være på vej mod enden.

Det skyldes hovedsageligt de fysiske problemer, der opstår, når man forsøger at skrumpe de nuværende teknologier. Men selvom chipproducenterne fortsat holder liv i Moores Lov, så stritter økonomien også imod.

Læs også: Moores Lov lever på lånt tid: Hvad sker der efter 2020?

»Industrien har holdt sig til Moores Lov, og det har ført til faldende chippriser. Prisen pr. bit for RAM-kredse er eksempelvis faldet med 30 til 35 procent om året i flere årtier. Resultatet har været, at Moores Lov har trukket meget af den moderne verden med sig. Ifølge visse estimater kan 40 procent af væksten i den globale produktivitet tilskrives udviklingen i it-teknologi, som er gjort mulig af forbedringer og lavere priser på chips,« skriver Mckinsey-analytikerne Harald Bauer, Jan Veira og Florian Weig i deres artikel.

Men lige nu ser det ikke ud til at fortsætte efter 2020, medmindre der sker noget drastisk. Det er et velkendt problem inden for produktion, som er drevet af produktudvikling.

»Udviklingen følger som regel en S-kurve, hvor det starter langsomt, så går det stærkt, og så begynder det at gå langsomt mod et teoretisk maksimum. Det har vi eksempelvis set i bilindustrien med udviklingen af bildæk, hvor der blev brugt forskellige materialer til at forbedre, hvor mange kilometer man kunne køre på dækket,« forklarer professor i innovation og strategi Christer Karlsson fra CBS til Version2.

Lige nu er vi på den stejle del af S-kurven med eksponentiel udvikling, men meget peger på, at kurven snart vil begynde at flade ud. Hvad der så vil ske, er imidlertid ikke let at forudsige.

»Hvis der kommer en ny teknologi, så får vi en ny S-kurve, men det er svært at forudsige, hvornår det vil ske,« siger Christer Karlsson.

De førende chipproducenter som Intel og Samsung arbejder både på at forbedre den nuværende teknologi og på nye teknologier, som kan overtage. Men hvornår gennembruddet kommer for nye teknologier, afhænger i høj grad af de markedsledende producenters strategi.

»Når kurven er truet, så vil producenterne investere endnu mere. Det kan gøre det sværere for en ny teknologi at bryde igennem. Men før eller siden, sker det. Det så vi med radiorør og transistorer,« siger Christer Karlsson.

Afhængig af to teknologier

Meget afhænger af i hvor høj grad de førende producenter vil forsvare den nuværende teknologi. De vil ofte sidde inde med en stor del af den nødvendige viden, som skal til for at bringe en helt ny teknologi i spil, men det er ikke sikkert, at de selv er villige til at spille deres kort, før det er absolut nødvendigt.

Ifølge McKinsey-analytikerne er det ikke kun et spørgsmål om, hvorvidt chipproducenterne kan blive ved med at gøre processorerne kraftigere. Prisen skal også holdes nede, og det kan blive et stort problem.

Derfor peger analytikerne på to teknologier, som er afgørende for at holde liv i Moores Lov, nemlig udviklingen af produktion ved hjælp af EVO-litografi (Extreme Ultraviolet) og 450 millimeter wafers.

Ved at mindske bølgelængden på det lys, som bruges til at trække kredsløbene på siliciumskiverne, kan der produceres chip, hvor kredsløbene er endnu mindre. Det forudsætter dog udvikling af nyt produktionsudstyr, ligesom det kan blive svært at holde fejlraten nede.

I dag produceres de fleste processorer på silicium-skiver eller wafers, som har en diameter på 300 millimeter. Næste skridt er wafers med en diameter på 450 millimeter. En wafer er en tynd skive, som skæres ud af en ren blok af siliciumkrystal. Jo større en skive, jo større en ren siliciumblok skal man bruge, og det er lige nu dyrt.

Hvis de to teknologier når til et niveau, hvor det bliver en økonomisk fordel at bruge dem til masseproduktion, så vil Moores Lov kunne forsætte et stykke tid endnu. Hvis det ikke lykkes, så kan vi frem til 2020 begynde at se, at Moores Lov ikke længere holder stik.

Økonomien kan blive enden på Moores Lov

Skulle Moores Lov nå sit endeligt, så vil det betyde, at de nyeste processorer ikke vil kunne opretholde et teknologisk forspring, og det bliver mere trivielt og billigere at producere en processor, der kan måle sig med den nyeste generation.

Det behøver dog ikke være et komplet nedbrud for Moores Lov. Det er også muligt, at vi blot vi se en opbremsning i de forbedringer i enten ydelsen eller prisen, som vi har været vant til. I begge disse scenarier er det dog tvivlsomt, at producenterne vil kunne opretholde efterspørgslen.

Ifølge McKinsey-analytikerne er det mest sandsynlige, at vi først når det punkt, hvor der ikke længere sker forbedringer i produktionsomkostningerne, og det vil være vendepunktet, hvor Moores Lov vil afhænge af EUV-litografi og 450 millimeter wafers.

»Mens der er positive tendenser for den fortsatte gyldighed af Moores Lov ud fra et teknologisk perspektiv, så kan det økonomiske vise sig at blive dens endeligt. Den seneste udvikling tyder på, at økonomien i fortsat at krympe kredsløbene kan bryde sammen i takt med, at prisen pr. transistor vil flade ud for produktionsteknologi til kredsløb med en detaljegrad under 28 nanometer,« skriver McKinsey-analytikerne.

Lige nu kan de mest avancerede chipproduktionsanlæg fremstille mikroprocessorer, hvor de mindste detaljer i kredsløbene er 22 nanometer. I år ventes Intel at begynde produktion ved 14 nanometer.

Der er helt frem til 5 nanometer-produktionsteknologier på tegnebrættet, men det er altså uvist, hvorvidt omkostningerne er for store til at gøre det rentabelt at fremstille mikroprocessorer med denne teknologi.

Posted in computer.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>