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Questo concetto è stato un driver importante nel nostro mondo tecnologico, poiché siamo passati da circuiti integrati che contenevano meno di 50 transistor e resistori 50 anni fa fino ai chip di oggi, dove i nuovi chip Intel dual-core Core "Broadwell" per laptop hanno 1, 9 miliardi di transistor e il chip Xeon di fascia alta ha 4, 3 miliardi di transistor. Abbiamo visto progressi piuttosto sorprendenti e ci ha portato a disporre di telefoni cellulari che hanno la potenza equivalente dei supercomputer da non molto tempo fa.
Intitolato "Cramming More Components into Integrated Circuits", l'articolo originale di Moore è apparso nel numero del 35 ° anniversario di Electronics Magazine , datato 19 aprile 1965. (Una ristampa è online qui.) Nel documento, Moore ha osservato che "la complessità per il componente minimo i costi sono aumentati ad un ritmo di circa due all'anno ", il che significa che il numero di transistor per chip raddoppia ogni anno. C'era persino un grafico che mostrava come si sarebbe esteso per i prossimi 10 anni.
Per capirlo, Moore afferma di essere tornato allo sviluppo dei circuiti integrati planari iniziali nel 1959 e di tracciare il numero di componenti su un chip nei successivi quattro anni su carta semi-log. Notò che "Ah, raddoppia ogni anno". (Moore ha raccontato la storia molte volte, anche in un'intervista del 1997 con me per PC Magazine e in una recente intervista con Intel.)
Un'imminente biografia di Moore suggerisce che in realtà stava pensando in modo simile due anni prima quando ha scritto un articolo precedente, ma è stato il documento Electronics che ha introdotto il concetto di un raddoppio regolare dei componenti.
Nel documento, Moore aveva predetto che entro il 1975 "il numero di componenti per circuito integrato per un costo minimo (sarebbe) di 65.000" - un enorme aumento, ma si è rivelato molto vicino a ciò che gli ingegneri hanno effettivamente raggiunto.
All'epoca dell'articolo originale, Moore era impegnato in ricerca e sviluppo presso Fairchild Semiconductor, di cui era uno dei fondatori. Lui e Robert Noyce hanno lasciato Fairchild per formare Intel nel 1968, e la società è stata praticamente definita dal suo impegno nel continuare il raddoppio della densità dei transistor su base regolare.
La frase "Legge di Moore" fu coniata dal professore della Caltech Carver Mead circa 10 anni dopo la pubblicazione dell'articolo, e rimase bloccata, anche se Moore stesso resistette al termine per anni.
Nel 1975, Moore aggiornava la sua proiezione a un raddoppio ogni due anni e, per la maggior parte degli anni successivi, abbiamo visto i produttori di chip che cercavano di colpire quella proiezione. Per anni, Intel ha introdotto nuovi nodi del processore in un programma regolare di due anni con la sua cadenza "tick-tock", e sebbene i più recenti nodi 14nm e 16nm siano stati un po 'indietro, il concetto continua a guidare l'industria dei chip. Tra queste aziende ci sono Intel, le fonderie di semiconduttori che producono chip per altre società (come Globalfoundries, Samsung e TSMC) e i vari produttori di memoria (sebbene i produttori di flash NAND si siano recentemente spostati dal tentativo di ottenere chip planari più densi in 3D NAND patatine fritte).
È importante notare che la legge di Moore non è una legge fisica, piuttosto è una previsione di quanto velocemente si muoverà l'industria; e un obiettivo che l'industria cerca di raggiungere, spendendo miliardi di dollari per ricercare, progettare e produrre chip nuovi e sempre più complessi.
Quanto durerà la Legge di Moore? Nessuno lo sa davvero. L'attuale CEO di Intel, Brian Krzanich, ha affermato che "è nostro compito farla funzionare il più a lungo possibile". Lungo la strada, i produttori di chip hanno sviluppato nuovi materiali e strutture (come gate high-k / metal e silicio filtrato) e nuove strutture come FinFETs o, come la chiama Intel, la tecnologia Tri-Gate. A questo punto, tutta la produzione logica a 14 nm e 16 nm utilizza questi strumenti insieme alla litografia ottica multi-pattern - in breve, è diventata più difficile e più costosa, ma la legge di Moore continua.
Di recente, Intel e aziende come Samsung e TSMC hanno iniziato a investire nella produzione a 10 nm e probabilmente inizieremo a vedere i primi prodotti a 10 nm nel 2017 o giù di lì. Intel ha affermato che ritiene che la produzione a 7 nm non solo accadrà, ma continuerebbe a mostrare un calo del costo per transistor e che la maggior parte dei chip con cui ho parlato sono convinti che la produzione a 5 nm seguirà, anche se non è chiaro quanto questi nuovi nodi costerebbero o se una cadenza di due anni è ancora possibile o efficiente. Per andare avanti, nei prossimi anni, probabilmente dovremo usare nuovi materiali come il silicio germanio o quelli che vengono chiamati composti III-V; nuove strutture, come la tecnologia gate-all-around o nanowire; e nuovi strumenti litografici come gli ultravioletti estremi (EUV).
Come ha detto Moore nella recente intervista, "Nel 1965, e quando ho aggiornato la mia osservazione nel 1975, non avevo previsto quando questa tendenza sarebbe finita. È una buona cosa perché sono sicuro che sarei stato sorpreso. L'industria è stata straordinariamente creativa nel continuare ad aumentare la complessità dei chip: è difficile credere - almeno per me è difficile da credere - che ora parliamo in termini di miliardi di transistor su un chip piuttosto che di 10, centinaia o migliaia.
"È una tecnologia che è stata molto più aperta di quanto pensassi nel 1965 o nel 1975. E non è ancora ovvio quando arriverà alla fine."
La Legge di Moore ha fatto avanzare il settore tecnologico negli ultimi 50 anni, consentendo gli incredibili cambiamenti nell'elettronica e nelle tecnologie correlate che abbiamo visto in quel periodo, dai PC agli smartphone alle comunicazioni e alle TV digitali. È difficile prevedere quali nuove cose porterà in futuro.
