A Moore törvény érvényesülése - napjainkban

Hasonló dokumentumok
Szép új nanovilág november 15. Szkeptikus Konferencia

Az Integrált Mikro/Nanorendszerek Nemzeti Technológiai Platform létrehozása és működése

2011. Május 4. Önök Dr. Keresztes Péter Mikrochip-rendszerek ütemei, metronóm nélkül A digitális hálózatok új generációja. előadását hallhatják!

1. BEVEZETÉS. Zsom Gyula: Elektronika I. 5

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

Anyagismeret. Az anyagtudomány szerepe

Az Informatika Elméleti Alapjai. Információ-feldolgozó paradigmák A számolás korai segédeszközei

A fejlődés megindulása. A Z3 nevet viselő 1941-ben megépített programvezérlésű elektromechanikus gép már a 2-es számrendszert használta.

Elektronika. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke

Kombinációs hálózatok és sorrendi hálózatok realizálása félvezető kapuáramkörökkel

Mi van a számítógépben? Hardver

Feszültségszintek. a) Ha egy esemény bekövetkezik akkor az értéke 1 b) Ha nem következik be akkor az értéke 0

Az Informatika Elméleti Alapjai

Az informatika fejlõdéstörténete

Digitális Technika I. (VEMIVI1112D)

Az MTA TTK MFA vezetésére, fejlesztésére, tudományos programjának megvalósítására vonatkozó koncepció ismertetése

ÓBUDAI EGYETEM KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI KAR. Villamosmérnök szak

A évi fizikai Nobel díj

Digitális Technika I. (VEMIVI1112D)

MIKRO-TÜKÖR BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY

FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK II. Elektrotechnika 5. előadás

Az irányítástechnika alapfogalmai Irányítástechnika MI BSc 1

9. Gyakorlat - Optoelektronikai áramköri elemek

VIII. BERENDEZÉSORIENTÁLT DIGITÁLIS INTEGRÁLT ÁRAMKÖRÖK (ASIC)

Laptop: a fekete doboz

Bay Zoltán Közhasznú Nonprofit Kft.

Az áramkörök aktív elemei, az áramkörgyártás főbb technológiái

Prof. Dr. Krómer István. Óbudai Egyetem

Moore & more than Moore

2009. március 11. NANOMEDICINA

Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai Kar Interdiszciplináris Műszaki Tudományok Doktori Iskola Képzési Terve

Informatika a valós világban: a számítógépek és környezetünk kapcsolódási lehetőségei

Integrált áramkörök/1. Informatika-elekronika előadás 10/20/2007

Számítógép felépítése

A technológiai forradalmak hatása a a jövő fejlődésére

TECHNOLÓGIAI RENDSZEREK 01.

Az Ön kézikönyve HP COMPAQ DC5700 MICROTOWER PC

Füstöl az Internet, majdnem szó szerint. Avagy hogyan használjuk ésszel energiát.

Esettanulmány: Hogyan alakítottuk át egy vállalat termelési folyamatait - avagy hogyan lesz a hagyományos batch production Lean?

Oktatói önéletrajz Dr. Csutora Mária

Az emberiség útja a nanovilág felé

Aktuális kutatási trendek a villamos energetikában

3. Az elektronikus számítógépek fejlődése napjainkig 1

ismerd meg! A PC vagyis a személyi számítógép

MIKRO- ÉS NANOTECHNIKA I

Az Informatika Elméleti Alapjai Dr. Kutor László. A számolás korai segédeszközei A korszerű számítógépek kialakulása

Az Informatika Elméleti Alapjai Dr. Kutor László. A számolás korai segédeszközei A korszerű számítógépek kialakulása

MIKRO MÉRETŰ PILÓTA NÉLKÜLI REPÜLŐK REPÜLÉSBIZTONSÁGI KÉRDÉSEI ELEKTROMOS TÁPELLÁTÁS BIZTONSÁGA

A jövő anyaga: a szilícium. Az atomoktól a csillagokig február 24.

A számítástechnika történeti áttekintése

A NANOTECHNOLÓGIÁKTÓL A KVANTUMTECHNOLÓGIÁKIG

FATERMÉSI FOK MEGHATÁROZÁSA AZ EGÉSZÁLLOMÁNY ÁTLAGNÖVEDÉKE ALAPJÁN

Digitális Technika I. (VEMIVI1112D)

S3 stratégia és a fizikai kutatások lehetőségei

Napenergia beruházások gazdaságossági modellezése

Energiáról pontosan, szépen, ahogy a Nap megy az égen...

MIKROELEKTRONIKA 7. MOS struktúrák: -MOS dióda, Si MOS -CCD (+CMOS matrix) -MOS FET, SOI elemek -MOS memóriák

Bevezetés az informatikába

MEMS eszközök redukált rendű modellezése a Smart Systems Integration mesterképzésben Dr. Ender Ferenc

A bioüzemanyagok környezeti hatása a kiválasztott rendszerhatárok függvényében

Az áramkörök aktív elemei, az áramkörgyártás főbb technológiái

Jelfeldolgozás a közlekedésben

8./1 Kód: GTS-Antirandom-apport Szerzői tájékoztatás a GTS-Antirandom-APLA programokat pályázati apportként használni kívánók részére

Az akvakultúra egy újra felfedezett változata az Integrált Multitrofikus Akvakultúra (IMTA)

TECHNOLÓGIAI RENDSZEREK 03.

Számítógépek felépítése

Informatikai Rendszerek Alapjai. A számolás korai segédeszközei A korszerű számítógépek kialakulása

c. Fıiskolai tanár IT fogalma, kialakulása 1

Alacsony fogyasztású IoT rádiós technológiák

Programozás és digitális technika II. Logikai áramkörök. Pógár István Debrecen, 2016

Nemzetiség: Állampolgárság: Született: Elhunyt: Magyar Magyar

2019. április 11. Hitelezés2019 Konferencia, portfolio.hu

LEHET-E TÖKÉLETES NANOELEKTRONIKAI ESZKÖZÖKET KÉSZÍTENI TÖKÉLETLEN GRAFÉNBÔL?

IKT megoldások az ipar szolgálatában

Takács Árpád K+F irányok

Újabb eredmények a grafén kutatásában

Logikai áramkörök. Informatika alapjai-5 Logikai áramkörök 1/6

A processzor hajtja végre a műveleteket. összeadás, szorzás, logikai műveletek (és, vagy, nem)

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

I+K technológiák. Beágyazott rendszerek Dr. Aradi Szilárd

Az innováció jelene és jövője? Dr. Greiner István általános elnökhelyettes Magyar Innovációs Szövetség

Egészségipari kutatás-fejlesztés és innovációmenedzsment a BME-n

Mikroelektronikai tervezés tantermi gyakorlat

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

Bio-nanorendszerek. Vonderviszt Ferenc. Pannon Egyetem Nanotechnológia Tanszék

JÖVŐKÉP az ELKÖVETKEZENDŐ SZÁZADOKRA

11.2. A FESZÜLTSÉGLOGIKA

Menedzsment alapjai A vezetés és a szervezet környezete

A komponensek jellemzőinek és a gyártási műveletek paramétereinek szerepe papírból készült különböző termékek visszaforgathatóságában

NANOELEKTRONIKA JEGYZET MIZSEI JÁNOS RÉSZEIHEZ

MIKROELEKTRONIKAI ÉRZÉKELİK I

Alapkapuk és alkalmazásaik

Havancsák Károly, ELTE TTK Fizikai Intézet. A nanovilág. tudománya és technológiája

Előadó: Nagy István (A65)

A Texas Instruments MSP430 mikrovezérlőcsalád

A dokumentum egy feladatgyűjtemény első fejezetének előzetes változata.

A FIZIKA ÉS A MÛSZAKI FEJLÔDÉS


AZ SZTNH JAVASLATAI ÉS HELYE A HAZAI INNOVÁCIÓPOLITIKÁBAN

Informatikai alapismeretek földtudományi BSC számára

Átírás:

A Moore törvény érvényesülése - napjainkban Gyulai József Professor Emeritus Instituti MTA TTK MFA

Technológiai anyagkutatóként elfogult vagyok: a 20. század legnagyobb hatású találmánya a tranzisztor, majd abból az integrált áramkör Lilienfeld szabadalma (1925!), Mataré (1944) Bardeen-Brattain, Shockley (1949) Integrált áramkör, Kilby (1959), Noyce (1961) CCD, Boyle, Smith (1969)

A legszebb találmány, nekem, talán a lézer, mert csak elméleti meggondolás (populáció inverzió létezése) előzte meg Tranzisztornak ugyanis volt előzménye, a vákuum rádiócső, de sokan gondolkodtak arról, hogy a kristályatomok kifeszítette vákuum ugyanúgy viselkedik-e ez lett a mai electronic materials science egyik elindítója... Például, a ballisztikus tranzisztor autóverseny a cseppkőbarlangban egy hetvenes évekbeli rajzomon

A Moore törvény A legjobbkor, legjobb helyen Caltech utamat (1969) egy évvel előzte meg az Intel (Moore, Noyce,...) kiválása a Fairchildból ez utóbbi cég látott el bennünket, a formálódó Mayer-csapatot, benne engem, egy év alatt tizenegy cikket eredményező fejlesztési feladatokkal Az Intel kezdeti sikerének titka pimaszul egyszerű volt: a technológiai higiéne, (a kemence samott-nátrium kvarccső szilícium bélelés) Ezzel elsőként tudtak egyetlen chipen alaphelyzetben nyitott (növekményes), ill. feszültségre záró (kiürítéses) tranzisztorpárt, ezzel kaput gyártani. Több magyar emigráns is része volt a Bruce Deal vezette technológuscsapatnak: Andrew Grove, Leslie Vadasz... A gyors siker lehetett az oka, hogy az implantációt elutasították, amint egy Intelessel való, 1970-es beszélgetésemre visszagondolok 1976-ig, amikor is R.D. Pashley Caltech-doktoranduszunk írt, hogy felvette az Intel. Dick Pashley találta fel a flash memory -t, CEOhelyettesként ment nemrég nyugdíjba... Évente kétszer annyi elem egyetlen chipen... Talán a hetvenes évek végéig sikerül mondta, írta Gordon Moore (Electronics, 38(8), apr.19,1965) Generikus törvény született, ami és ezt ritkán hangsúlyozzák inkább üzleti, semmint technológiai a technológia csak eleget tesz a piacnak! International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS: http://public.itrs.net/ négy évenkénti tanulmány, kétévenként korrekció

Miniatürizálás A nem-szakembereknek: a mikroelektronika sikerének titka lett, hogy működik az arányos kicsinyítés, a scale down : az arányosan kicsinyített tranzisztor elektromosan ugyanúgy viselkedik, kivéve a hődisszipációt... Nem csak a kis méret, hordozhatóság, vagy kis fogyasztás miatt fontos méretcsökkentés, hanem a megbízhatóság legalább annyira fontos elem: ami nő, ha több intelligenciát zsúfolunk a tokba belül dolgozik, nem kérdez külső adatokat, nem kér hibaforrásként szereplő beavatkozást... Elérhető 10 10 lépésre egyetlen tévesztés, ami ún. redundáns szervezéssel tovább növelhető

Az ITRS-ből példa: a nehéz technológiai feladatok, 2011: az ipar tudja fehér, kell némi fejlesztés sárga, red brick wall, no known solution piros eddig megoldódott... (PROCESS INTEGRATION, DEVICES, AND STRUCTURES

ITRS változások, 2010, http://public.itrs.net/ Eddig sikerrel és bőven megoldódtak a red brick wall feladatok Vajjon meddig maradhat így?

Kis hencegés: a Mayer-Gyulai (Caltech-KFKI, NSF) csapat hitt az ionimplantációban és tett annak technológiává tételéért... Három eredményünk, amiről elmondható, hogy a Moore-törvény teljesüléséhez is hozzájárult 1. Két kísérlet miatt tért át ui. a világ szilíciumipara az ún. (100)Si gyártására az egyiket (jobb oxidminőség) az Intel, a másikat (az implantáció okozta rácshibák is jobban hőkezelődnek) mi végeztük (1974). Ez, és 2. a pre-amorfizáció ötletünk tette az implantációt technológiává. Ezzel ui. elkerülhető a kristályszerkezetnek a pn-átmenet helyét bizonytalanná tevő hatása, 1975; Az első KFKI-cserekutató, a tragikus életű munkatársam, Csepregi László végezte a döntő kísérleteket. (A konkurrens ötlet, a BF 2+ implantáció is amorfizál, H. Ryssel, de fluorral elszennyezi az eszközt... ) 3. A preamorfizációt alkalmaztuk Silicon-On-Sapphire-ra, SOS, a mai SOIősére így gyártották az USA-ban (Hughes Aircraft) évtizedig a sugárzásálló katonai IC-ket (1985, R.W. látogatása)

A Moore törvény ma A mai csúcs az Intelnél kisebb, mint egy vírus! Az arányos kicsinyítés működhetik 2020-ig, de már nem csak a memóriáról és a processzorról van szó, hanem telekommunikációról, stb. is A szilíciumon ül egy átok: Nem lehet belőle könnyen lézert készíteni De igyexik a szakma A nanokristályok képesek ilyen fénykibocsátásra

(PROCESS INTEGRATION, DEVICES, AND STRUCTURES Emerging Research Devices Resistive... Ovshinsky?

Storage Class Memory MLC Multi/level Cell, STT Spin-transfer torque... PC Phase change... SCM: Storage Class Memory

A digitalizálás-miniatürizálás útjáról Emlékszem, talán 1977 táján, amikor (szomorúan: a néhai) Zámori Zoltán (KFKI) hazahozott egy Zilog mikrogépet és a bemutatón azt mondta: Ha egy bit processzálása 1/1000 cent alá esik, mindent digitálisan végeznek... Ez következett be a Moore-törvény vezérelte életben. A fizikai elveken nyugvó előrejelzések sorozatosan rövidebbre jósolták a Moore-korszakot és az (üzleti) világ rácáfolt. A hődisszipáció kezelése mindeddig sikeres volt... A digitális miniatürizálás sok köztes megoldással hozott sikereket. Pl. az analóg jelek felhasználása. Ebben hazai kutató is fontos szerepet játszott: Cellular Neural Network, CNN (Chua-Roska). De azért tudva, látva, hogy az útnak mindenképpen van vége, más megoldások is szóba kerültek, mint pl. az előbbi STT.

A nanoelektronika gondjai Scale down korlátai miatt új elemek: Nem elektronvezetés, más bináris rendszerek: spin, ~tronika A chipen optikai információtovábbítás a fémezés helyett elkerülhetetlen Optika: plazmonika? Analóg vs digitális rendszerek Biomimetikus megoldások

A qubit kvantummechanikai fogalom, amely összekapcsolt részecskéket jelöl. Az öt fluor és a két szén hét qubitje képes 15-öt faktorizálni: 3.5=15 Rádióhullámok indítják a gépet, NMR olvassa ki az eredményt A kvantumkomputer IBM Research Dicarbonylcyclopenta dienyl (perfluorobutadien-2- yl) iron (C11H5F5O2Fe ) (ill. pentafluorobutadienyl cyclopentadienyldicar bonyl-iron complex) 2012: Szupravezető qubit stabilizálás (10 μs), Sitechnológiával!

Kvantumkomputer spintronika (Courtesy of D. Jamieson, Melbourne)

A nanotechnológia gondjaim Minőségellenőrzés Ma: az ún. Total Quality Management, TQM, a cél, A biorendszerek "minőségellenőrzése" az evolúció: 1. a ön-reprodukció, 2. a véletlen mutációk (ez a "majdnem selejt"), 3. a 'minőség' a természetes kiválogatódás révén A nanotechnológiai analóg nincs kitalálva Lehet-e a minőségellenőrzés valamiféle 'gyorsított evolúció'? A mai, pl. gyógyszergyártási minőségellenőrzése nem lehet elég pl. a kvantumkomputer "gyártásához": nem maradhatnak inaktív, nem szenzibilizált molekulák, térben szervezetten kell létrejönniük (megtalálható címezhető) Összeér-e a nanoelektronikának a mikroelektronikából eredeztetett megbízhatósága a biomolekulákéval? Mi egy virus megbízhatósága?

Csak a digitális-miniatürizálás lenne az út? Kiss László (L.B.Kish, Texas A&M Univ.) eredményesen folytatja az Ambrózy-féle zajkutatási iskolát A memóriánál ugyan kell a >ktln2 kritérium az on-off között, de processzornál nem feltétlenül... Található ui. olyan munkapont, ahol a megbízhatóság kielégítő teljesítésével lehet adatfolyamot kezelni. Sőt, a zaj is lehet az információ szállítója, nem kell feltétlenül GHz-es, hőtermelő órajel. Tíz újraszámolás (másodperc?), tízszeres redunciacsatorna elfogadható megbízhatóságot hoz mondja Ha a grafén valaha jó lesz számítástechnikára, a tiltott sáv nélküli eszközök korszaka eljöhet...

Csak a digitális-miniatürizálás lenne az út? De és ez Kiss Laci szomorú véleménye is az üzleti érdek mindent felülír... Az ITRS tartja magát. Jómagam is kénytelen vagyok abban hinni, hogy jó ideig csak azok az újdonságok lehetnek post- Moore -ként nyerők, amelyek a mai foundrykban, némi ráfejlesztéssel megvalósíthatók... Egyébként? Mi történt a villamos autók szabadalmaival fél évszázadon át!...

A Moore törvény jövője szerintem Remélem azonban, ha már pl. biokomputereink lesznek, akad mérnök, aki elkészítteti ennek tranzisztor-szintű helyettesítő kapcsolását és azt várom, hogy kiderül, akkor is igaz az exponenciális törvény...

A Moore vs Wright törvény Tehát generikus törvény született 1965-ben, amit inkább üzleti, semmint technológiainak tartottam. Nincsen új a nap alatt ez a sorsa Moore-nak is: A Theodore Wright s Law (1936) megjelent újfent az irodalomban: A termelési költség exponenciálisan csökken a kumulatív gyártás szempontjainak függvényében ( cost decreases as a power law of cumulative production ) Santa Fe Institute (SFI) working paper Statistical Basis for Predicting Technological Progress, Bela Nagy, J. Doyne Farmer, Quan M. Bui, and Jessika E. Trancik) 62 ipari termékre vizsgálta meg, hat esetében teljes analízist végeztek. Állítják, hogy a Wright s Law a legjobb közelítés, de a Moore s Law is közel áll ehhez, mind low és high tech termékekre egyaránt Én nem látom az egzakt voltát egyiknek sem, sőt, üzleti stratégiát se alapoznék ekkora eltérésre.

A hazai KF-stratégia átalakult a Mikroelektronikai Vállalat tűzesete (1986) után A fő baj nem is a tűzkár volt, hanem az, hogy a Lloyd pénzét nem a szakmába táplálták vissza! A hazai közösség azonban nem ábrándult ki: Vagy elment a centrumokba (Szingapur, stb.) karriert csinálni, vagy itthon, hazajőve, értelmes stratégiát választott erről szól a mai konferencia Mert, Feynman után szabadon: There s lot of leftover not too far from the bottom... Ezt a résstratégiát lehet, kell itthon csinálni És végül a Ceterum censeo-m...

Ceterum censeo... : A mai tudománynak egyetlen küldetése és két súlypontja lehet ez valahol megfelel az ön- és fajfenntartás ösztönének is: 1. megkeresni annak a módozatait, hogy élhet-e, ill. hogyan 6-10 G ember a Földön úgy is, hogy a többi élőlény is megmaradjon? 2. emellett az egyén élettartam-növelése domináns érdeklődést vonz a biotudományok súlya, érdekessége, 3. amely eredmények hatással vannak az első súlypontra is. Képes lesz-e a társadalom ezt az életforma receptet idejében magáévá tenni? Én az elviselhetővé tételt a humanióráktól, ill. kiknek-kiknek a vallástól remélem

A zárt termelési-fogyasztási folyamatok elérése, amelyet egy nyolcvanas évekbeli reggeli teázásunk közben az akkori munkatársam, ma a Nortel egyik igazgatója, Drozdy Győző fogalmazott meg, tehát a zárt termelési-fogyasztási ciklusok elérése, mint megoldás a túlélésre, egy új tézishez látszik elvezetni: Ez év januárjában végre hallottam ezt az elvet az EU-ban: Recycling economy! Az ún. ökológiai lábnyom számítása, amely 4-6 Földet igényelne már a mai emberiség túlélésének biztosítására is, és amely alapvető szempont a Föld lakhatóságának biztosítására jelentősen megváltozik: ha ui. az alapanyagok kizárólag az emberi termelésen-fogyasztáson belül forognak, akkor csak az átalakításaikhoz szükséges energetika okán terhelik a Földet és növelik meg az ökológiai lábnyomot Ez paradigmaváltó lehetőség!

Buckminster Fuller: Operating Manual for Spaceship Earth - (1969) One outstandingly important fact regarding Spaceship Earth, and that is that no instruction book came with it Biosphere, Montreal, 1967 Montreal, 1967 treal, 1967, hogy nem kaptunk hozzá Használati utasítást Fullerének

Köszönöm a figyelmet és hallgassuk meg, mi történik a témában idehaza!