چرا نام گذاری نانومتری تراشه ها دیگر دقیق نیست؟

اعدادی که روزی معنایی واقعی داشتند، حالا بیشتر شبیه شعارهای محصول به نظر می‌رسند. کوتاه، به‌یادماندنی و گمراه‌کننده.

وقتی آی‌بی‌ام فرایند به‌اصطلاح ۰٫۷ نانومتری خود را معرفی کرد، متن این خبر شبیه اعلام یک نقطه عطف فناورانه بود: ترانزیستورهای متراکم‌تر، چیدمان عمودی از طریق نانواستکینگ و اتصال ویفرها برای چسباندن لایه‌های سیلیکونی به یکدیگر. مهندسان از ترانزیستورهایی گفتند که یکی روی دیگری ساخته می‌شوند تا عناصر سوئیچینگ بیشتری در همان سطح جا بگیرند. این حرف‌ها شبیه پیشرفت به نظر می‌رسد. اما هم‌زمان شبیه یک جمله بازاریابی هم هست.

اینجا ایلان ماسک وارد بحث شد. او در ایکس مخالفت کرد و معیار دیگری را پیشنهاد داد: شمارش اتم‌ها. نکته ماسک ساده و تند بود، اگر برچسبی مثل «۰٫۷ نانومتر» با یک بُعد فیزیکی معنادار در ساختارهای حیاتی تراشه هم‌خوانی ندارد، چرا باید همچنان از آن استفاده کرد؟ او استدلال کرد که تعداد اتم‌ها در کوچک‌ترین ویژگی‌های ترانزیستور می‌تواند معیاری بسیار صادقانه‌تر و ذاتی‌تر باشد.

خود آی‌بی‌ام هم در مطلب وبلاگی‌اش به نکته‌ای مشابه اعتراف کرد: برچسب «۰٫۷ نانومتر» در عمل یک نام تجاری برای این نسل از فناوری است. چند دهه پیش، نام فرایندهای ساخت تقریبا با طول گیت یا گام خطوط فلزی هم‌خوانی داشت. امروز با الگوسازی چندگانه، ترانزیستورهای پشته‌ای و مواد ناهمگون، این برچسب‌ها دیگر به‌سادگی به هیچ معیار فیزیکی واحدی وصل نمی‌شوند. صنعت نیمه‌هادی تکامل پیدا کرده، اما شیوه نام‌گذاری تراشه‌ها هم‌پای آن جلو نیامده است.

این ناهماهنگی تازه نیست. اینتل در سال ۲۰۲۱ نام‌گذاری نقشه راه خود را بازنویسی کرد و یک نسل مرتبط با ۱۰ نانومتر را به اینتل ۷ و یک گره بعدی را به اینتل ۴ تغییر داد. در همین حال، تی‌اس‌ام‌سی هنگام افزایش ظرفیت تولید و تأمین نیاز شرکایی مانند ای‌ام‌دی، همچنان از نام‌های تجاری خودش استفاده کرد. نتیجه، بازاری است که در آن «نانومتر» اغلب جایگاه بازاریابی و کلاس عملکرد را نشان می‌دهد، نه یک خط‌کش اتمی.

آیا شمارش اتم‌ها می‌تواند این مشکل را حل کند؟ در اصل، شمارش اتم‌ها راهی مستقیم و بی‌پرده برای نشان دادن اندازه در مرز نهایی کوچک‌سازی است. اما در عمل، موضوع پیچیده می‌شود. تراشه‌ها اکنون سه‌بعدی هستند. مواد با هم تفاوت دارند. گیتی که از یک ترکیب ساخته شده ممکن است به فاصله اتمی متفاوتی نسبت به ماده‌ای دیگر نیاز داشته باشد. آیا اتم‌ها را در امتداد یک محور می‌شماریم؟ در عرض گیت؟ اتم‌های فاصله‌گذار هم حساب می‌شوند؟ روش اندازه‌گیری باید استاندارد شود. این کار ناممکن نیست، اما دشوار است.

نکته مهم‌تر این است: شفافیت اهمیت دارد. مهندسان، مشتریان و نهادهای قانون‌گذار همگی زمانی سود می‌برند که تولیدکنندگان روشن کنند برچسب‌هایشان دقیقا چه معنایی دارد، چه منظور تراکم ترانزیستور باشد، چه طول مؤثر کانال، گام تماس یا مجموعه‌ای از انتظارات عملکردی و مصرف توان. تکیه صرف بر زبان بازاریابی اعتماد را فرسوده می‌کند. اصل اعتراض ماسک هم همین‌جاست.

این بحث همچنین نشانه‌ای از مرحله بعدی صنعت تراشه است. کوچک‌کردن یک بُعد تخت و منفرد دیگر تنها اهرم پیشرفت نیست. پشته‌سازی، معماری‌های تازه دستگاه، مواد پیشرفته و نوآوری‌های بسته‌بندی همان اهرم‌هایی هستند که واقعا بهبودهای واقعی را رقم می‌زنند. پس شاید نام تراشه‌ها باید داستانی روشن بگوید: چه چیزی تغییر کرده و کاربران تفاوت آن را در عملکرد، بهره‌وری انرژی یا هزینه چگونه احساس خواهند کرد.

معیارهای شفاف. تعریف‌های مورد توافق. نمایش کمتر. صنعت می‌تواند جسارت خود را حفظ کند، اما فقط اگر اعداد دوباره همان معنایی را بدهند که همه از آن‌ها انتظار دارند.