"Mūsų tikslas yra padaryti taip, kad kiekvienas žmogus, nesvarbu, kas jis bebūtų ir kur jis begyventų, galėtų naudotis technologijomis", - sako Intel šefas Craigas Barrettas. - Būtent taip vystėsi asmeniniai kompiuteriai: nuo stalinio kompiuterio iki nešiojamojo, vėliau kišeninio, PDA arba telefono, nepriklausomai nuo to, kaip kompiuteris bendrauja su aplinka. Mes žiūrime, kad visi šie terminalai būtų sujungti į vieną visumą taip gerai ir natūraliai, kad vis daugiau ir daugiau žmonių naudotųsi jais."

   Craigas Barrettas kovo mėnesį vykusiame Intel Developer Forum (Intel konstruktorių forumas) kalbėjo ir apie šiandieninį nuosmukį, ir apie galimybes ateityje. Jis nesistengė nuslėpti, kad ši recesija yra pati blogiausia iš visų, su kuriomis pramonei iki šiol teko susidurti.

   "Bet tuo pat metu ir atsiveriančios galimybės yra didesnės nei kada nors anksčiau. Mes galime grįžti plačiu frontu siūlydami technologijas, kurių išties reikia ir kurios jau yra išbandytos. Internetas yra tas vienijantis faktorius, kurio mums dabar reikia, o plačiajuosčio, bevielio ryšio tinklai ir duomenų perdavimas mobiliaisiais telefonais padarys Internetą visur pasiekiamą."

   Taigi Craigas Barrettas yra optimistas. Aišku, tai yra jo pareigų dalis, bet klausantis sunku neužsikrėsti tikėjimu technikos ateitimi. Juk daugelis negatyvių prognozių remiasi prielaida, kad vartotojams jau nebereikia geresnių kompiuterių ir spartesnio ryšio priemonių. Realybė ne kartą parodė, kad pagerinus gaminių kokybę greitai atsiranda naujų pritaikymų, kuriuose randama ir visų iki tol buvusių pritaikymų teikiamų galimybių.

   "Kartais yra sakoma, kad tie kompiuteriai, kuriuos mes šiandien turime, jau yra pakankamai spartūs, bet tai netiesa. Naujų pritaikymų rušims, pavyzdžiui, vaizdui, reikia daug geresnės kokybės kompiuterių. Be to, mes juk nekalbame apie perėjimą nuo 1 GHz prie 2 GHz kompiuterių. Daugelio dabartinių kompiuterių takto dažnis yra mažesnis negu 300 MHz, todėl juos reikės netrukus pakeisti."

   "Tačiau svarbiausias faktorius yra, žinoma, Internetas. Šiandien prie jo prisijungę apie 400 mln. žmonių. Po poros metų jų bus milijardas. Šis skaičius ir toliau sparčiai augs. Internetas garantuos tokį augimą, kokį Gordonas Moore išpranašavo dar 1965 m. Tam reikalinga technologija privalės būti sukurta."

Dar 25 metai

   Taigi Intel ir toliau, bet dar didesniu laipsniu nei iki šiol, pagrindinį akcentą skiria technikos vystymui. Tas vystymas pastaraisiais metais išties paspartėjo.

   "Kai 1989 m. aš vadovavau 486 procesoriaus kūrimui, buvau be galo patenkintas, kai pasiekėme 25 MHz", - sako Patas Gelsingeris, Intel technikos direktorius. "Po to reikėjo trejų metų ir mes sugebėjome spartą nuo 25 MHz padvigubinti iki 50 MHz. Šiuo metu mes vidutiniškai 25 MHz takto dažnį padidiname kasdien."

   Kiek iš tiesų ilgai tęsis tokia evoliucija? Kas atsitiks, kai Moore dėsnio galiojimas sustos dėl fizikinių ribų?

   "Per artimiausią dešimtmetį mes nesitikime sustoti ties jokia riba. Surizikuosiu ir pasakysiu, kad Moore dėsnis galios ir praėjus 25 metams, kada man teks išeiti į pensiją. Mes jau įrodėme, kad tranzistoriaus matmenis galima sumažinti ir iki 15 nm, iš visa ko matyti, kad jie gali veikti ir dar sumažinus. Be to, tranzistoriai bus spartesni ir geresni."

   Taigi paskutinę Intel Developer Forum paskutinę dieną Moore dėsnis buvo svarbiausioji diskusijų tema. Nuogąstavimai, kad visa tai ims panėšėti į religinę ceremoniją, išsisklaidė, kai vaizdo ekrane pasirodė pats Gordonas Moore, kuris papasakojo, kad pradžioje visa tai buvo tik gana grubus spėjimas. Bet ši septintojo dešimtmečio hipotezė tapo pati save išpildančiu dėsniu, kuris keitė ir vis tebekeičia istoriją.

   "Įdomu yra tai, kad mes niekada iki šiol neturėjome tokių gerų galimybių tolesniam technologijos vystymui", - sako Patas Gelsingeris. "Devintajame ir dešimtajame dešimtmečiuose mes retai tiksliai žinodavome, kokį kitą žingsnį reikės žengti. Šiandien mums visiškai aišku, kaip atrodys kelios naujos technologijų kartos, kokiomis kryptimis reikia judėti siekiant įgyvendinti Moore dėsnį: tai didelis miniatiūrizavimas, SOI procesais pagaminti teraherciniai tranzistoriai, litografija, atliekama trumpabange ultravioletine spinduliuote, didesnis grandynų išsišakojimas ir pagerinta jų architektūra. Didžiausia artimiausiojo dešimtmečio problema - tai galios sunaudojimo augimo pažabojimas, nors ši problema irgi nėra neįveikiama."

FRI radijas

   Tačiau pats Gelsingeris nori išplėsti patį Moore dėsnį. Jis pagarsino išsireiškimą "Radio Free Intel" (Laisvojo Intel radijas), kuriuo apibūdinama dramatiška bevielio ryšio taikymų plėtra.

   "Mes stengiamės, kad kiekvieno lusto kampe būtų po ištisą radijo ryšio modulį. Radijo ryšys iš esmės pasidarys nemokamas".

   Kita sparčiai tobulėjanti sritis yra optoelektronika. Ir šioje srityje Intel pasiūlė būdą, kaip masiškai gaminti optoelektronikos prietaisus.

   "Šiandien bangos ilgių sutankinimo filtrai,kuriuos reikia derinti rankiniu būdu, kainuoja po 1500 dolerių. Mūsų technologija leidžia pagaminti programuojamuosius filtrus, kainuosiančius dešimtadaliu arba netgi dar mažiau. Šiandien mes kuriame technologiją, leisiančią pigias labai plačios juostos optinio ryšio linijas nutiesti iki pat galinio vartotojo namų."

300 mm padėklai atpigino gamybą

   Tai, kad Intel išties yra tarp technologijos lyderių, pademonstravo atsakingas už mokslą ir naujų technologijų kūrimą Intel Labs vadovas. Pademonstravo ne tik naujų technologijų kūrimą, bet ir tai, kaip jas galima greičiausiai įdiegti į masinę gamybą. Geras viso to pavyzdys yra investicija į 300 mm skersmens padėklus.

   "Naudojant 300 mm skersmens padėklus viskas labai atpinga", - sako Geraldas Marcykas, Intel Labs komponentų kūrimo skyriaus viršininkas. "Toks pat silicio paviršiaus plotas, taikant 0,13 µm technologiją ir naudojant 300 mm padėklus, kainuoja tiek pat kaip ir 0,35 µm ir 200 mm atveju."

   Intel ir toliau daug investuoja į 300 mm skersmens padėklų technologiją. Jau dabar 300 mm įranga stovi poroje koncerno fabrikų, bet greitai jų bus dar daugiau. Perėjimas prie 300 mm skersmens padėklų taip pat palydimas gamybos procesų automatizavimo.

   "Tai yra būtina. Dėžutė su 300 mm skersmens padėklais nešioti yra per sunki, todėl visą transportavimą reikia automatizuoti. Kadangi padėklai pernešami aukštai, netoli lubų, dažnai keliuose lygmenyse, tai sutaupomas grindų plotas, dėl to gamyba yra efektyvesnė."

   Žinant didžiules Intel gamybos apimtis, yra svarbu gamybą paskirstyti kelioms gamykloms. Anksčiau visa tai keldavo daug rūpesčių, susijusių su ilga gamyklų paleidimo trukme ir jų darbo pradžioje stipriai krentančia gamybos išeiga. Bet jau nuo 0,5 µm kartos laikų Intel daug pažengė šioje srityje į priekį diegdamas savąją Copy-Exact metodiką.

   "Anksčiau naujos gamyklos produkcijos tekdavo laukti 14 mėnesių. Bet su kiekviena nauja karta mums sekasi vis geriau. Šiandien tai vyksta beveik nesumažėjant išeigai labai greitai."

   Copy-Exact reiškia, kad keliose gamyklose yra visiškai tokia pati ir taip pat išdėstyta gamybinė įranga. Viskas yra identiška, o kelioms gamykloms gali vadovauti tie patys žmonės.

   "Tai reiškia, kad ir procesai yra identiški ir kad statant naują gamyklą niekas nekeičiama. Technologijos kaitaliojimas statybos metu yra labai nevykusi priemonė."

Milžiniškas žingsnis litografijoje

   Šiandien visose gamyklose naudojama įranga, kuriose fotorezistas apšviečiamas 248 nm ilgio šviesos bangomis. Planuojama pereiti prie 193 nm ir 157 nm ilgio šviesos bangų, bet šiuo atveju žengta bus visai nedaug. Nesunku suprasti, kodėl 15 nm dydžio darinius bus sunku sukurti naudojant dešimt kartų didesnį bangos ilgį.

   "Mes turime atlikti technologinį šuolį pereinant prie EUV (Extreme UltraViolet - ekstremalios ultravioletinės spinduliuotės); tik tada galėsime pasiekti žymesnę pažangą. Šioje srityje mes jau triūsiame porą metų ir sukūrėme veikiančius įrangos prototipus, bet tai nelengvas darbas. Pavyzdžiui, reikia priminti, kad EUV nesklinda nei oru, nei stiklu."

   EUV yra reikalingas vakuumas ir, dar blogiau, visiškai atspindintys procesus įrenginiai. Taigi, dabartiniai fotošablonai ar sutapatinimo įrenginiai nebetiks. Bet jeigu visa tai veiks, galima sulaukti didžiulio atlygio. EUV bangos ilgis yra 13 nm, t. y. 20 kartų geresnis nei šiandieninėse sistemose naudojamos šviesos bangos ilgis.

   "Pabandę mes eksponuoti EUV tikrus padėklus gavome veikiančius labai mažus darinius. Bet vis dar lieka daug ką padaryti. Mes bendradarbiaudami su kitomis puslaidininkių pramonės įmonėmis kartu įkūrėme konsorciumą EUV Limited Liability Corp., kuris tęs technologijos kūrimo darbus. Šiuo atveju galime kalbėti apie tikrą esminį lūžį technologijoje."

Maži tranzistoriai

   Dar ne taip seniai daugelis galvojo, kad mažesni negu 50 nm tranzistoriai neveiks - jie paprasčiausiai gali būti "užtsitrumpinę". Šiandien mes jau žinome, jog tai yra netiesa. Intel pagamino vos 15 nm dydžio tranzistorius ir jie veikia kuo puikiausiai.

   "Dabar didžiausia problema yra sumažinti naudojamąją galią. Daugiausia rūpesčių kelia nuotėkio srovės."

   Anksčiau esame detaliai aprašę Intel terahercinius tranzistorius, bet jeigu kažkiek pasikartosime, nepakenks. Taigi šiuo atveju yra svarbiausia sumažinti užtūros, santakos bei ištakos nuotėkio sroves.

   "Užtūros nuotėkio srovės paprastai sumažėja pastorinus izoliatorių. Šią problemą mums pavyko išspręsti pakeitus silicio oksidą medžiaga, turinčia daug didesnę dielektrinę skverbtį K. Šitaip mums pavyko nuotėkio sroves sumažinti 10 000 kartų, o tai ne taip jau blogai."

   "Nuotėkio srovė tarp ištakos ir santakos daugiausiai teka žemai, padėklu. Tiesiai po ištaka ir santaka, sukūrę izoliacinį sluoksnį, mes panaikinome šią vertikaliai tekančią nuotėkio srovę, todėl beliko tik horizontali. Bendra nuotėkio srovė sumažėjo daugiau kaip 80 proc. Be to, varžos sumažinimui mes ištakoje ir santakoje sukūrėme storesnius epitaksinius sluoksnius. Taigi gavome tranzistorių, kuris yra labai spartus, o kiti jo parametrai ženkliai geresni negu ankstesnių."

   "Tačiau būtina atsiminti, kad terahercinis tranzistorius dar nėra tobulas. Prie jo dar reikia dirbti ir dirbti, bet jis jau šiek tiek panėši į galutinį tranzistorių".

Geresni korpusai

   Geresni tranzistoriai ir geriau atliekami procesai yra labai svarbūs. Be to yra dar viena sritis, kalbant apie korpusavimo technologijas, kurioje pasiekta pažanga gali pagerinti prietaisų veiką.

   "Nei privirintos vielelės, nei flip-chip iškilimai nėra itin optimalūs. Todėl mes atlikome nemažą darbą kurdami technologiją, kuri yra ženkliai geresnė. Ją vadiname BBUL (Bumpless Build Up Layer - užauginamas be iškilimų sluoksnis). Jo esmė yra ta, jog korpuso variniai laidininkai yra užnešami tiesiog ant lusto. Visas korpusas pasidaro labai plonas, o jo elektrinės charakteristikos žymiai pagerėja."

   BBUL pasižymi įdomia technologijos savybe, leidžiančia gaminti labai efektyvius daugialusčius modulius. Gana stori vario laidininkai, jungią lustą su išoriniu pasauliu, gali būti panaudojami ir kuo efektyviau sujungiant keletą lustų tarpusavyje. Vielelių ir iškilimų nebuvimas pagerina aukštadažnes savybes, o galiausiai, - ir energijos suvarojimą.

Ilgiau dirbantys akumuliatoriai

   Galiausiai, vertėtų žvilgtelėti į gana aktualią praktinę problemą, būtent, kaip pailginti nešiojamųjų kompiuterių akumuliatorių darbo trukmę.

   Nešiojamieji kompiuteriai jau šiandien dažnai naudojami vietoj stacionarių kompiuterių. Ši tendencija labai pagreitės kai kasdieninėmis taps bevielių LAN, GPRS ir 3G mobiliojo ryšio technologijos.

   Bėda yra ta, kad akumuliatorių gyvavimo trukmė dar ir dabar labai prasta. Kai bevielis ryšys taps kasdienybe, jo vartotojai bus priversti laikas nuo laiko prisijungti prie tinklo vien tam, kad pakrautų akumuliatorius.

   "Nekyla jokių abejonių, kad vartotojams reikės ilgesnės gyvavimo trukmės akumuliatorių", - sako Intel Mobile Platforms Group vadovas Amandas Chandrasekharas. "Nors jau yra kuriami geresni akumuliatoriai, bet galiausiai teks pabandyti dar sumažinti kompiuterio sunaudojamąją energiją."

   Prieš pradedant spręsti šią problemą, vertėjo sužinoti, kurios kompiuterio dalys sunaudoja daugiausiai energijos. Matavimų rezultatai buvo gana nelaukti. Pasirodė, kad procesorius suvartojo visai nežymią energijos dalį.

   "Daugiausia energijos išeikvoja displėjus. Jam tenka apie 32 proc., o logikos grandynams - tik 14 proc. visos kompiuteryje suvartojamos energijos. Nemažai problemų sukelia galinis apšvietimas ir ta aplinkybė, dėl ko displėjaus vaizdą tenka visą laiką atnaujinti. Mažiau srovės suvartoja atspindžio režimu veikiantys displėjai arba bistabilūs displėjai, išsaugantys juose rodomą informaciją. Bet nė viena šių technologijų dar nepasiekė reikiamo įdiegimo brandos lygio."

   Procesorius suvartoja, sunku net patikėti, labai mažą visos elektros energijos dalį - apie 7 proc. Todėl čia yra svarbiausia, kad, procesoriams spartėjant, jų sunaudojamoji galia nedidėtų.

   "Netrukus turėtų pasirodyti mobiliesiems prietaisams Pentium 4 procesoriaus versija. Po to seks kita mobiliųjų procesorių "Banias" karta. Jų suvartojamoji galia vargu ar sumažės, bet jų darbo parametrai labai pagerės."