آیا این دهه شاهد ظهور شاهکار آخر گوشی‌ها خواهیم بود؟

ASML به عنوان یکی از پیشروترین شرکت‌ها در زمینه تولید تجهیزات پیشرفته لیتوگرافی نیمه‌رسانا، به‌تازگی ارسال دستگاه‌های مورد نیاز برای تولید تراشه‌های ۱ نانومتری را آغاز کرده است. این تحولی چشمگیر در دنیای فناوری محسوب می‌شود و به بررسی آینده پیشرفت تراشه‌ها منجر می‌شود. این سوال که آیا روزی خواهد رسید که به دلیل محدودیت‌های فیزیکی، تراشه‌ها بیش از این کوچک‌تر نشوند نیز مطرح می‌گردد. پاسخ به این سوال چندان ساده نیست و نیاز به بررسی ابعاد مختلف دارد.

آیا قانون مور هنوز هم کاربرد دارد؟

قانون مور، که توسط گوردون مور، یکی از بنیان‌گذاران اینتل، مطرح شده، بیان می‌کند که تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه تقریباً هر دو سال دو برابر می‌شود، بدون اینکه هزینه تولید آن به طرز قابل‌ملاحظه‌ای افزایش یابد. این قانون برای سال‌های زیادی به‌عنوان یک قاعده طلایی در صنعت نیمه‌رسانا مورد احترام قرار گرفته و به ما این اجازه را داده تا به سرعت پیشرفت‌های سالانه در توان پردازش دستگاه‌های الکترونیکی، به ویژه در گوشی‌های هوشمند، عادت کنیم. اما با کوچک‌تر شدن ابعاد تراشه‌ها، چالش‌های جدیدی نیز ظهور کرده است. تولید تراشه‌های کوچک‌تر همواره دشوارتر شده و این موضوع باعث کاهش نرخ تولید و افزایش هزینه‌ها می‌شود. به عنوان نمونه، شرکت سامسونگ که برنامه‌هایی برای تولید تراشه‌های ۱.۴ نانومتری تا سال ۲۰۲۷ دارد، با نرخ تولیدی تنها ۱۰ درصدی مواجه شده است که این موضوع می‌تواند به شدت برنامه‌های آتی را تحت تأثیر قرار دهد.

از سال ۲۰۱۰ به بعد، برخی از مهندسان و فیزیک‌دان‌ها شروع به زیر سوال بردن این قانون کرده‌اند و استدلال می‌کنند که با پیشرفت فناوری، ممکن است محدودیت‌های جدیدی ظهور کنند که این قاعده را در عمل غیرقابل اجرا کنند.

اندازه‌گیری‌های مدرن تراشه‌ها بیشتر جنبه بازاریابی دارند

در حال حاضر، تراشه‌های ۳ نانومتری به شکلی گسترده در گوشی‌های پرچم‌دار استفاده می‌شوند و به‌طور فزاینده‌ای صحبت از توسعه تراشه‌های ۲ نانومتری به گوش می‌رسد. اما جالب است بدانید که این اندازه‌گیری‌ها دیگر لزوماً دقیق نیستند و بیشتر به منظور بازاریابی و قابل‌فهم‌تر کردن پیشرفت‌های فناوری برای کاربران عادی به کار می‌روند. تا حدود سال ۲۰۱۰، این اندازه‌ها واقعاً به ابعاد عناصر داخلی ترانزیستورها اشاره داشتند و شاهد پیشرفت‌های قابل‌توجهی در سرعت پردازش‌ها بودیم. اما به تدریج، با محدودیت‌های فیزیکی روبه‌رو شدیم و روند افزایش سرعت پردازش کندتر گردید. اندازه‌گیری نانومتری به مرور زمان دچار تغییراتی شده و به نظر می‌رسد بیشتر برای اهداف بازاریابی از آن استفاده می‌شود تا بیانگر اندازه واقعی و دقیق تراشه‌ها.

به بیان روشن‌تر، تراشه‌های پرچم‌دار اکنون به طور واقعی روی تراشه‌های ۳ نانومتری کار نمی‌کنند و این اندازه‌ها بیشتر نمادین بوده و نشان‌دهنده نسل جدیدتر تراشه‌ها هستند.

اصل عدم قطعیت ممکن است پیشرفت را متوقف کند

چالش دیگری که توسعه تراشه‌ها با آن مواجه است، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ می‌باشد. این اصل یکی از مفاهیم کلیدی در فیزیک کوانتومی است و به زبان ساده می‌گوید در مقیاس اتمی، ذرات به شکل غیرقابل پیش‌بینی و دشوار قابل اندازه‌گیری هستند. در این حالت، خصوصیات رفتار الکترون‌ها به شدت ناپایدار و غیرقابل پیش‌بینی می‌شود، که می‌تواند منجر به مشکلات جدی در طراحی و تولید تراشه‌ها گردد.

به همین دلیل، در حالی که تراشه‌های ۱ نانومتری به‌عنوان یک موفقیت بزرگ معرفی شده‌اند، نباید فراموش کرد که این فقط یک نقطه عطف است و به احتمال فراوان، هنوز مسیرهای جدیدی برای پیشرفت در این عرصه وجود دارد. به‌عنوان مثال، تا چند سال پیش، عبور از مرز ۵ نانومتر به نظر غیرممکن می‌رسید، اما همچنان هر بار که سرعت پیشرفت کند شده، راه‌حلی جدید و نوآورانه پیدا شده است. ممکن است در آینده میزان‌های حتی کمتر از ۰.۷ نانومتر نیز دیده شود، اما بی‌شک اصل عدم قطعیت به‌طور بالقوه می‌تواند به عنوان یک مانع اصلی در این مسیر عمل کند.

آیا پیشرفت طی دهه آینده متوقف می‌شود؟

باور به خلاقیت انسان و توانایی او در پیشرفت‌های علمی و فناوری، این امید را زنده نگه می‌دارد که ممکن است پیشرفت‌ها ادامه یابند، حتی زمانی که ما به مرز ۱ نانومتر نزدیک می‌شویم. احتمال دارد که افراد و شرکت‌های جدیدی به فناوری‌های مبتکرانه‌تری دست یابند که نه تنها مرزهای کنونی را بشکنند، بلکه ممکن است برخی مفاهیم علمی تخیلی تبدیل به واقعیت شوند. به‌عنوان مثال، در رمان "مسئله سه‌جسم" اثر نویسنده چینی، لیو سیژین، مفهوم sophons مطرح می‌شود که در آن پروتون‌ها به نوعی باز می‌شوند تا مدارهایی روی آن‌ها حک شوند و سپس به حالت اولیه خود بازگردند. این نوع تخیل می‌تواند به ما کمک کند تا درک بهتری از آینده فناوری‌های نوین داشته باشیم.

خلاصه اینکه، تراشه‌های ۱ نانومتری احتمالاً پایان خلاقیت در دنیای گوشی‌های هوشمند نخواهند بود. پیشرفت‌ها ممکن است به طرز قابل‌ملاحظه‌ای کندتر شوند، اما همچنان ادامه خواهند یافت و شاید روزی بشر به سطوح جدیدی از فناوری دست پیدا کند.