Фізика майбутнього

тим більше сигналів ви зможете передати на другий кінець. Відтак обсяг інформації, який можна вмістити в хвилю, збільшується водночас зі збільшенням швидкості коливання, тобто зі збільшенням її частоти.) Світло - це хвиля, що осцилює зі швидкістю приблизно 10¹⁴ циклів за секунду (це одиниця з чотирнадцятьма нулями). Аби передати один біт інформації (1 або 0), потрібно багато циклів. Це означає, що волоконно- оптичний кабель може переносити приблизно 10¹¹ бітів інформації лише на одній частоті. І цю кількість можна збільшити, якщо вмістити багато сигналів в одне оптичне волокно, а тоді скрутити ці волокна у кабель. Це означає, що збільшуючи кількість каналів у кабелі, а тоді збільшуючи кількість кабелів, можна передавати інформацію майже без обмежень.

По-третє, - і це найважливіше - комп’ютерна революція відбувається завдяки мініатюризації транзисторів. Транзистор це такі собі двері, або перемикач, що регулює потік електрики. Якщо електричну мережу порівняти з водопровідною системою, то транзистор це клапан, що регулює потік води. Так само, як простим поворотом клапана можна затримати або пустити величезний обсяг води, так само транзистор дозволяє крихітному потоку електрики регулювати значно більший потік, таким чином збільшуючи його потужність.

У центрі цієї революції - комп’ютерний чіп, що може містити сотні мільйонів транзисторів на кремнієвій підкладці завбільшки з ніготь. Усередині вашого лептопа є чіп, на якому транзистори можна розгледіти тільки крізь мікроскоп. Ці неймовірно крихітні транзистори виготовляють за тим самим принципом, що й малюнки на футболках.

Футболки розфарбовують автоматично: спочатку створюють трафарет із контурами потрібного малюнка. Тоді цей трафарет кладуть на тканину й обприскують її фарбою. Фарба потрапляє на тканину тільки в тих місцях, де на трафареті є прорізи. Трафарет забирають, і на футболці залишається досконала копія відповідного малюнка.

При виготовленні чіпів так само створюють трафарет зі складними контурами мільйонів транзисторів. Його кладуть на підкладку, яка містить багато шарів кремнію, що чутливий до світла. Тоді на трафарет спрямовують ультрафіолетове світло, що проникає крізь прорізи в трафареті і діє на підкладку.

Тоді цю підкладку занурюють у кислоту, яка прорізає контури схеми, створюючи складний візерунок з мільйонів транзисторів. Оскільки підкладка складається з багатьох шарів провідника й напівпровідника, кислота в’їдається у підкладку на різну глибину і за різними візерунками, тож так можна створити схеми надзвичайної складності.

Одна причина, чому закон Мура незмінно збільшував потужність чіпів, - це те, що хвилі ультрафіолетового світла можна змінювати

Кінець закону Мура. Чіпи виготовляють за тим самим принципом, що й малюнки на футболках. Замість фарби, якою обприскують тканину з трафаретом, на трафарет спрямовують ультрафіолетове світло, що випалює візерунок на шарах кремнію. Тоді цей візерунок прорізають кислотою, створюючи сотні мільйонів транзисторів. Але цей процес не зможе продовжуватися, коли ми дійдемо до атомного рівня. Чи стане Кремнієва Долина "поясом іржі"?

Рис. Джеффрі Bopda (Jeffrey L. Ward) так, що довжина хвилі стає щораз меншою, і це дає змогу прорізати на кремнієвих підкладках дедалі менші транзистори. Оскільки довжина хвилі ультрафіолетового світла - лише 10 нанометрів (нанометр - це одна мільярдна метра), це означає, що найменший транзистор, який тільки можливо вирізати, має ширину близько тридцяти атомів.

Однак цей процес не може тривати вічно. У якийсь момент стане фізично неможливо вирізати таким способом транзистори розміром з атоми. Можна навіть приблизно обчислити, коли закон Мура остаточно перестане діяти: коли ми дійдемо до транзисторів завдовжки в кілька атомів.

Десь на 2020 рік чи невдовзі після нього закон Мура поступово перестане діяти, і Кремнієва Долина повільно