Oltre la legge di Moore
Le proprietà della molecole autoassemblanti - clicca per ingrandire.
Chiunque abbia interesse nel mondo dei computer conosce la legge di Moore e i suoi limiti. La legge prevede che ogni 18 mesi il numero di transistor presenti un in microchip raddoppi. Sia AMD che Intel, però, hanno espresso dubbi e lamentele su questa teoria: processi produttivi e transistor sempre più piccoli, infatti, rendono più difficile aumentare il numero dei transistor stessi, così come le frequenze di lavoro. Intel ha messo a punto nuovi metodi e materiali per la produzione, con l'obiettivo di ridurre ulteriormente le dimensioni dei transistor, ma la percezione generale è che il limite è vicino.
"Storicamente le aziende hanno ridotto le dimensioni dei transistor con avanzamenti tecnologici che permettevano agli ingegneri di usare processi produttivi con misure sempre minori, nella fotolitografia", spiega Bill Hinsberg, ricercatore IBM a Almaden. "Inizialmente i circuiti integrati si producevano usando la luce ultravioletta, con una lunghezza d'onda di 440 nm, ma oggi si usano laser ultravioletti a 193 nm. Ulteriori riduzioni della lunghezza d'onda sono difficili da ottenere, quindi è necessario trovare altri metodi per lavorare con i semiconduttori".
Queste difficoltà nella produzione hanno portato alla nascita dei processori a più core, che oggi sono ritenuti universalmente il futuro del calcolo elettronico. IBM ha inventato un modo per creare nano-particelle che si "auto-assemblano", e permettono di far stare più transistor nello stesso spazio e di raggiungere risultati impossibili con le tecnologie attuali. L'auto assemblamento delle nano particelle prevede che le molecole dei polimeri siano formate da due sezioni (chiamate blocchi) che tendono a separarsi secondo uno schema, ma non completamente.
"Sotto certe condizioni una sottile pellicola di questi polimeri può formare schemi e disegni regolari, come sfere, cilindri o linee" dice Hinsberg, "La dimensione di queste nano strutture dipende da quella delle molecole dei polimeri, e si è già dimostrato che si può andare sotto i 10 nm. Qui ad Almaden stiamo sviluppando metodi per controllare gli schemi che si creano, in modo che queste proprietà si possano applicare alla fabbricazione, usando grandi modelli per organizzare gli schemi" un nuovo modo di produrre processori, quindi. "Il nostro lavoro ha dimostrato che si può fare, in un modo non troppo diverso da come si produce una CPU, ottenendo diversi microdisegni da uno più grande. Le proprietà dei polimeri permettono poi di risolvere eventuali piccoli difetti automaticamente, proprio grazie all'auto assemblamento".
Con l'auto assemblamento diretto le molecole si separano autonomamente e creano lo schema, ma resta un legame chimico a impedire che si separino completamente. Il risultato è una nano struttura che si può usare sui transistor per superare i limiti degli attuali processi produttivi.