چرا آیفون 12 قوی‌تر از پرچمداران اندرویدی 2020 خواهد بود؟

قانون مور قاعده‌ای است که توسط گوردون مور، هم‌بنیان‌گذار شرکت اینتل، کشف شد. مور در سال ۱۹۶۵ در یادداشتی اعلام کرد که تعداد ترانزیستورهای درون مدارهای مجتمع هر سال دو برابر می‌شود. ده سال بعد، او این قانون را اصلاح و اعلام کرد که تعداد ترانزیستورها هر دو سال یک بار دو برابر می‌شود. این قاعده در طول دهه‌های اخیر کمابیش همواره محقق شده است. اگر نگاهی به فرآیند تولید تراشه توسط تولیدکنندگان بزرگ مدارهای مجتمع داشته باشیم، بهتر به این موضوع پی می‌بریم؛ هرچه عدد فرآیند تولید پایین‌تر می‌آید، امکان جایگذاری تعداد بیشتری ترانزیستور درون تراشه‌ها فراهم می‌شود.

از سوی دیگر، هرچه تعداد ترانزیستورهای درون تراشه افزایش پیدا کند، توان و بهینگی تراشه بیشتر می‌شود. در حال حاضر تراشه‌های بزرگ بازار مثل اسنپدراگون ۸۵۵ کوآلکام و A13 بایونیک اپل با فرآیند تولید ۷ نانومتری و به دست شرکتی تایوانی به نام TSMC ساخته می‌شوند. تراشه نسل بعدی کوآلکام یعنی اسنپدراگون ۸۶۵ به دست سامسونگ و با استفاده از فرآیند ۷ نانومتری EUV ساخته خواهد شد. EUV مخفف لیتوگرافی فرابنفش شدید است که روشی برای علامت‌گذاری تراشه‌ها به منظور جایگذاری دقیق‌تر ترانزیستورها به حساب می‌آید؛ این روش اجازه می‌دهد تعداد بیشتری ترانزیستور درون مدار مجتمع قرار بگیرد. برای درک بهتر این موضوع بگذارید به عنوان مثال به تراشه Kirin 990 هوآوی اشاره کنیم که با فرآیند ۷ نانومتری ساخته می‌شود. نسخه 5G این تراشه که مودم یکپارچه 5G دارد شامل بیش از ۱۰.۳ میلیارد ترانزیستور است. فرآیند تولید ۵ نانومتری سال آینده تعداد این ترازیستورها را در هر میلی متر مربع به ۱۷۱.۳ میلیون عدد می‌رساند.

شرکت TSMC از پذیرش گسترده 5G که در سال آینده میلادی رقم خواهد خورد نفع زیادی می‌برد. معاون ارشد عملیات‌های تولیدی این شرکت، جی‌کی وانگ، می‌گوید آن‌ها آماده‌اند تا از نیمه اول سال ۲۰۲۰ تولید تراشه‌های ۵ نانومتری را آغاز کنند. این یعنی تراشه A14 بایونیک اپل که از آن در آیفون ۱۲ استفاده خواهد شد با فرآیند ۵ نانومتری ساخته می‌شود، در نتیجه پرچمداران آتی اپل نسبت به پرچمداران اندرویدی ۲۰۲۰ برتری قابل توجهی خواهند داشت.

به گزارش وب‌سایت دیجی‌تایمز، قانون مور در سال ۲۰۲۲ با شروع فعالیت TSMC به منظور تولید گسترده تراشه‌های ۳ نانومتری همچنان صادق خواهد ماند. حدود یک ماه پیش در خبری به اطلاع شما رساندیم که TSMC احداث مراکز تولید تراشه‌های ۳ نانومتری را آغاز کرده است. هرچند سامسونگ هم برنامه مشابهی برای تولید تراشه‌های ۳ نانومتری دارد، اما تراشه‌های این شرکت تراکم کمتری نسبت به تراشه‌های TSMC خواهند داشت. این یعنی تراشه‌های ۳ نانومتری TSMC می‌توانند نسبت به تراشه‌های ۳ نانومتری سامسونگ ترانزیستورهای بیشتری درون خود جای دهند.

اینتل یکی از بازیگران این حوزه بود که از بازار خارج شد و بخش تراشه‌های مودم موبایل خود را به ارزش ۱ میلیارد دلار به اپل واگذار کرد. بنابراین هدف نهایی اپل تولید اختصاصی تراشه‌های مودم 5G است، اما این شرکت فعلا برای تامین قطعات مورد نیاز گوشی‌های خود نیازمند کوآلکام است.

بسیاری باور داشتند که سازندگان تراشه‌ها هرگز نمی‌توانند از فرآیند تولید ۵ نانومتری فراتر بروند. TSMC می‌خواهد تراشه‌های ۳ نانومتری خود را در سال ۲۰۲۳ در مرکز جدید این شرکت در تایوان تولید کند. این مرکز همان جایی است که میزبان تحقیق و توسعه پیرامون تولید تراشه‌های ۲ نانومتری خواهد بود. بر اساس پیش‌بینی‌ها و به‌لحاظ تئوری می‌توانیم انتظار داشته باشیم که تا سال ۲۰۲۶ به فرآیند تولید ۱ نانومتری برسیم. اما بعد از آن چه می‌شود؟ آیا قانون مور نقض خواهد شد؟ هیچ‌کس نمی‌داند، اما TSMC به تلاش برای خلق راهکارهای تازه ادامه خواهد داد. یکی از این راهکار پشته‌سازی ترانزیستورها به صورت عمودی به جای افقی است. علاوه بر این، TSMC در حال تحقیق و جستجو به دنبال جایگزینی برای سیلیکون است. اگر این شرکت بتواند ماده مناسب را پیدا کند، شاید بتوانیم پاسخی برای سوال مطرح‌شده داشته باشیم.