Lille og hurtig
Der er grænser for, hvor hurtigt elektriske signaler kan bevæge sig rundt i en mikrochip. Intet bevæger sig hurtigere end lyset, og de elektriske signaler, der bærer på informationerne i processorer og anden halvlederelektronik, har faktisk en hastighed et godt stykke under lysets. Det betyder, at mikrochips er pålagt en fysisk begrænsning for den fart, hvormed de kan udføre beregninger.
Hvis en processor skal have en højere clockfrekvens, må man gøre den mindre. Ved at mindske afstanden mellem de mange millioner transistorer i en moderne processor, kan signalerne mellem dem komme hurtigere frem, og processorens hastighed kan sættes i vejret. En mindre chip bruger også mindre strøm og udvikler mindre varme.
Sådan ser det ud, når siliciumet i en mikrochip er ætset væk, og kun kobberbanerne er tilbage. Billedet er taget gennem et elektronmikroskop, og banerne er helt ned til 0,13 mikron bredde.
I chippen forbindes transistorerne af tynde metalbaner. Den mindste bredde af disse baner er den målestok, man i chipbranchen benytter til at benævne den produktionsteknologi, man benytter. I øjeblikket fremstilles processorer fra Intel med 0,18 mikron aluminiumsteknologi, mens AMD benytter 0,18 mikron kobberbaner i sine processorer. Kobber leder strøm bedre end aluminium, og derfor vil fremtidens processorer benytte kobber.
VIA benytter 0,15 mikron til C3-processoren, og både Intel og AMD er i fuld gang med at skifte til 0,13 mikron. En mikron er en milliontedel meter, og til sammenligning er et menneskehår cirka 100 mikron tykt.
0,07 mikron
Den første Intel-processor fra 1971 blev fremstillet med 10 mikron teknologi, der var kun 2.300 transistorer at holde styr på, og clockfrekvensen var sølle 108 KHz. Siden er det gået slag i slag, og Intel demonstrerede for nylig en bærbar pc med en Pentium III processor, der var fremstillet med 0,13 mikron teknologi. Antallet af transistorer fortsætter med at vokse eksponentielt, og processorer følger Moores lov, der siger, at kapaciteten fordobles hver 18. måned. Pentium 4 indeholder 42 millioner transistorer.
Pentium III er fremstillet med 0,18 mikron teknologi, og der er blevet plads til 28 millioner transistorer på de 106 kvadratmillimeter, der her ses i nærbillede. Fremtidens processorer vil nok ikke være meget mindre, men til gengæld vil der være langt flere transistorer på samme plads.
Udviklingen stopper ikke ved 0,13 mikron, og forskerne er i fuld gang med at udvikle den teknologi, der skal bruges til fremstilling af processorer de kommende mange år. Det menes, at det nuværende litografiske produktionsprincip kan bruges i ti-femten år endnu. Problemet er, at man er ved at nå ned i atomare størrelser, og så kan dimensionerne simpelt hen ikke blive mindre. Løsningen kan være kvantecomputere eller ny nanoteknologi.
I laboratoriet har forskere fra Intel fået 0,07 mikron chips til at fungere, så der hersker ikke tvivl om, at de to næste generationer af processorer bliver fremstillet med 0,10 og derefter 0,07 mikron teknologi. Det kræver nye litografiske teknikker med brug af stråling i det ekstremt ultraviolette område, hvis man skal nå så langt, men vejen til de 10 gigahertz er stukket ud, og der er ingen slinger i valsen.
