Cesty rozvoja počítačových čipov

Pravdepodobne najdôležitejší faktor ovplyvňujúci rozvoj hardwaru je počet aktívnych prvkov (tranzistorov) na čipe. Zväčšenie ich počtu je možné dosiahnuť dvomi cestami :

1. zväčšením rozmerov čipu
2. zmenšením rozmerov tranzistora na čipe

---

    Zväčšenie rozmerov čipu
Cesta a) sa na prvý pohľad zdá byť logická a jednoduchá, umožňuje totiž používať existujúce technologické postupy a prístrojové vybavenie, vyžaduje iba nový návrh čipu, naráža však na technologické bariéry:  

- Na výrobu integrovaných obvodov s vysokou výťažnosťou (percento úspešnosti pri výrobe) je potrebné používať kremíkové doštičky s malým počtom štruktúrnych defektov, pokus vyrobiť procesor na ploche s defektom má minimálnu šancu na úspech. Hustota defektov na ploche sa pred cca 25 rokmi ustálila na hodnote 0.1 - 1/cm2 a nie sú signály, že by sa táto hodnota, s použitím známych technológií, dala zlepšiť.  Zväčšenie rozmeru čipu môže byť riešením, ale znamená zníženie výťažnosti. Pri výraznejšom zväčšení veľkosti by bol takmer každý vyrobený čip nefunkčný a výroba by sa tým predražila

- Zväčšenie rozmerov čipu vedie k zodpovedajúco väčšej produkcii tepla. To znamená nutnosť zlepšiť chladenie čipu, ale i tak je nutné počítať pri zachovaní rýchlosti so znížením spoľahlivosti čipu. To je pre masové využitie neprijateľné.


   Zmenšenie tranzistorov na čipe
Zmenšenie rozmerov tranzistora na čipe nemá vyššie uvedené nedostatky, zmenšenie rozmerov aktívnych prvkov vedie ku zníženie príkonu každého tranzistora na čipe, k zvýšeniu  rýchlosti jeho spínania a teda k zvýšeniu rýchlosti čipu ako celku. Že toto je cesta vpred je dávno jasné, týmto smerom sa uberá vývoj už od 80. rokov. Táto cesta však na druhej strane znamená, že nie je možné používať technológie z predchádzajúcej generácie čipov, tzn. každý krok vpred znamená veľké investície a je nemysliteľný bez priamej podpory aplikovanej fyziky.