Em 1965, o futuro co-fundador da Intel, Gordon E. Moore, publicou um artigo intitulado “Agrupando mais componentes em circuitos integrados”..

Nele, ele fez uma previsão histórica de tecnologia, que você pode resumir em uma simples declaração: "O número de transistores incorporados em um chip dobrará aproximadamente a cada 24 meses"..

Moore só podia adivinhar o impacto dessa duplicação de transístores. Em seu artigo original, escrito em uma era de mainframes de tamanho de armário e mini computadores de US $ 16.000, ele sugeriu que novos circuitos integrados baseados em transistores levariam a "maravilhas como computadores domésticos - ou pelo menos terminais conectados a um computador central - controles automáticos para automóveis e equipamento pessoal de comunicações portáteis ".

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Avanço rápido até hoje e temos PCs de mesa poderosos e laptops ultrafinos, carros autônomos (quase), smartphones e tablets.

Nos primeiros 30 anos de desenvolvimento de microprocessadores, as velocidades aumentaram de 1MHz para 5GHz - um aumento de 3.500 vezes. Mas a Lei de Moore não é estritamente sobre o desempenho.

Mostre-me o dinheiro

É sobre economia. "O que eu estava tentando fazer [no jornal]", explicou Moore em 2005, "era passar a idéia de que era assim que os eletrônicos se tornariam baratos ... você podia ver as mudanças que estavam por vir, fazer os rendimentos subir, e obter o custo por transistores para baixo drasticamente ".

Surpreendentemente, a Lei de Moore permaneceu aplicável à indústria de semicondutores por quase 50 anos, dos 2.300 transistores no microprocessador Intel 10-micron (10.000nm) 4004 aos bilhões de transistores Tri-Gate 3D embutidos em seus chips Ivy Bridge de 22nm.

A computação tornou-se onipresente

Naturalmente, tem havido obstáculos ao longo do caminho, como os limites impostos pela tecnologia litográfica (o processo de transferência de padrões de circuitos para placas de silício) e o vazamento de energia do gate do transistor. Mas os engenheiros sempre encontraram formas de superá-los - usando comprimentos de onda litográficos mais curtos, padrões duplos, correção de proximidade ótica e inovações em gate de alto K / metal, para citar apenas alguns.

A lei de Moore está viva e chutando

O futuro imediato da Lei de Moore não está em dúvida. No Intel Developer Forum (IDF) de 2013, o CEO da Intel, Brian Krzanich, exibiu seu chip SOC Broadwell de última geração. "É isso, pessoal", exclamou Krzanich no palco. "14nm está aqui, está funcionando e nós estaremos enviando até o final deste ano." Embora diminua um pouco a sua empolgação, as questões de manufatura empurraram a Broadwell de volta para 2014.

No entanto, a Intel parece confiante de que a Lei de Moore está viva e funcionando enquanto se move para um nó de processo de 14nm, a próxima parada em um roteiro tecnológico que se reduz a 5nm. Mas, embora seja possível fabricar chips a 5 nm ou menos, os desafios tecnológicos envolvidos e os novos equipamentos necessários certamente não farão com que seja rentável fazê-lo..

Então a questão agora é: quanto tempo a Lei de Moore deixou antes que o silício não possa ser levado adiante? Cinco anos? Dez?

"Eu escolho em 2020 como o mais antigo que poderíamos chamar [Lei de Moore] morto", disse o diretor da DARPA e arquiteto de processadores Pentium Robert Colwell, quando ele falou na conferência Hot Chips em 2013. "E eu estou escolhendo 7nm. Você poderia falar me em 2022. Você pode até ser capaz de me convencer a entrar em 5nm. Mas você não vai me convencer em 1nm. Acho que a física dita isso. "

Do silício ao grafeno

No curto prazo, a Lei de Moore continuará a valer enquanto os engenheiros encontram novas maneiras de levar a tecnologia CMOS existente ao limite.

Há a promessa de ganhos de desempenho usando novos materiais, como o arseneto de índio gálio (InGaAs), fosforeto de índio (InP) e silício germânio (SiGe). Estes têm uma maior mobilidade de elétrons e suportam tensões mais baixas, reduzindo assim o consumo de energia.

E fique de olho nas nanofitas de grafeno, desenvolvidas por pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Berkeley - fios de escala molecular projetados para transportar dados milhares de vezes mais rápido que as interconexões tradicionais de cobre..

"Essas nanofitas podem ser a chave para acompanhar a Lei de Moore", disse Felix Fischer, químico que trabalha no projeto de Berkeley. Use-os em circuitos integrados e essas tiras de grafeno de 15 átomos de espessura e com um átomo de espessura poderiam aumentar o número de transistores em um chip em mais de 10.000..