Meddig tudnak még kisebbedni a mikroelektronikai áramkörök? Hol van a határ és miért?

Már most nagyon közel járunk a határhoz.

Atomi méreteket közelítünk.

Itt az egyik ok a megállásra, hogy LEGO-kockákból sem tudsz LEGO-kockánál kisebb dolgot építeni. Az atomok mérete határt szab.

A másik, hogy elektronikus áramkörben áram kell, hogy folyjon, feszültség révén, ami bizonyos távolságról átüt.

Minél kisebb, közelebbi áramkör-elemeid vannak, annál kisebb feszültség vezethető csak átütés nélkül.

És bejön még a különböző sugárzások hatása. Például a kozmikus.

Gondold el, mit tesz egy kapcsolóval egyetlen atom kiütése a sugárzással, ha az egész kapcsoló csak 5 atomból áll.

A további út nem a további minimatürizálás, hanem a más alapokra épülő processzorok, melyek azonos méretek közt többet tudnak más módú működés révén.

Az optikai és a kvantumalapú processzorok például ilyen új utak, de pl. memóriák terén képbe került a kristály-hologram technika.

Wadmalac jól leírta a lényeget. Azonban a határ nem csak az átütés, hanem a vezetők közti ún. szort kapacítás. Két párhuzamos vezető közti kapacitás a távolságukkal fordítottan arányos, ha túl közel kerül két vezető nagy lesz a szort kapacítás. Ezt úgy képzeld el mintha kis kondenzátorokkal lenne tele rakva az elektronika. Ez pedig lassítja a működést, illetve átvezetést okozhat. Ez ellen sokat nem tudsz tenni. Valahol ezek fogják meghatározni a minimális méretet (a jelen anyagokkal, technológiákkal lassan elérjük ezt a határt).

Azaz a minimális méretet a következők határozzák meg:

1. "szigetelők" átütési szilárdsága

2. szort kapacítás

3. gyártási pontosság

4. Zavar érzékenység

Az 1. és 2. viszont anyag függő. Ha találunk olyan anyagot aminek az átütési szilárdsága nagyobb, kisebb a diel. álandója akkor megint lehet egy "lépéssel" kisebb félvezetőt csinálni.

3. Ez ma már kb. atomi méret

4. Zavar érzékenység, erre ma még mindig a nagyobb "teljesítmény" szint választása segít. azaz magasabb feszültséggel, áramerősséggel működtetünk, így ugyanolyan teljesítményű zaj, nagyobb jel/zaj arányt fog eredményezni. Ez a magasabb teljesítmény viszont jobban melegít és a hőt is el kell vezetni. Ez megint emgszab egy minimális méretet. Ma már egyre több helyen áttérnek a soros kommunikációra ott a jel/zaj arány megfelelő protokollokkal javítható. De sok helyen ez sem megoldás mert egy csomó "jelenség" még nem tud sorosan kommunikálni. A világ nagy része még mindig "analóg" és az "első" analóg-digitális illetve az "utolsó" digitális-analóg átalakítás előtt/után marad az analóg technika a maga korlátaival és jel/zaj viszonyával. Ott megint növekedni fognak a méretek pontosan ez miatt.

Ugyanígy kell egy adott fény mennyiség egy kijelzőhöz amihez megint teljesítmény kell, ott megint a hővel és a kapacitásokkal lesz a baj. Ugyanígy pl. egy billentyűzet mérete sem csökkenthető tetszőlegesen mert sokan nem fogják tudni használni. Pl. gondolni kell azokra is akiknek a keze valami miatt nem annyira pontos mint a legtöb emberé (pl. betegség, időskor, esetleg hiányzik néhány ujjuk stb.). És szerintem jó pár éven belül nem lesznek "gondolattal" vezérelt gépek, meg ahol sok ember van hogyan választod ki, hogy kinek a gondolata vezéreljen. Pl. egy liftben a vezérlő tábla?

Tehát ezek is meghatároznak egy minimális méretet. És valahol ez egy optimalizálás lesz.