Wet van Moore loopt tegen zijn grenzen aan

Share on linkedin
Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp
Share on email

business_trendsDe ontwerper is aan zet, als de Wet van Moore uiteindelijk tegen zijn grenzen aanloopt. Om precies te zijn: de analoge chipontwerper. Voorlopig bestaat elektronica nog niet uit carbon nanotubes of moleculen die werken als transistor, voorspelde prof. dr. ir. Bram Nauta in zijn rede bij de 52e Dies Natalis van de Universiteit Twente. Silicium chips kunnen nog wel even vooruit. Pushing the limits.

Zoals de uitvinders van de transistor geen idee hadden van internet, Facebook of Twitter, zo is het volgens Nauta ook lastig om tien of twintig jaar vooruit te kijken zonder er al te veel een Chriet Titulaer-verhaal van te maken: kent u hem nog, trouwens? 'De technieken die wij vandaag uitvinden zitten over vijf jaar in producten die in de winkel liggen.'

prof. Bram Nauta

prof. Bram Nauta

Nauta leidt één van ’s werelds toonaangevende groepen op het gebied van het ontwerpen van halfgeleiderchips. De enige electrical engineering groep in Nederland met de maximale score, in de meest recente visitatie, en op hetzelfde podium te vinden als groepen van MIT of Berkeley. Bram Nauta nam in zijn rede bij de 52e verjaardag van de UT het publiek mee in de fascinerende nanowereld die schuilgaat achter bijvoorbeeld de smartphone die iedereen al zo gewoon vindt. ‘Stelt u zich even voor, daarin zitten chips met miljarden onderdelen. Die doen het allemáál, geen eentje uitgezonderd. Uw smartphone heeft dezelfde rekenkracht als die van uw drie jaar oude desktop computer of van een een supercomputer van nog maar 15 jaar geleden.'

Eiffeltoren

Nauta maakte een leuke vergelijking. Als we alle onderdelen in de iPhone5, met nanometer afmetingen, nu eens zouden  vervangen door onderdelen die je wél met het blote oog kunt zien. Het resultaat is een apparaat zo groot als de Eiffeltoren, twintig meter dik. Naast de Eiffeltoren zou een kerncentrale gebouwd moeten worden om ‘m van stroom te voorzien. En: deze gigantische smartphone zou een miljoen keer langzamer zijn dan de iPhone5. ‘Niet erg handig, zult u begrijpen.’

Nauta maakte een leuke vergelijking

Nauta maakte een leuke vergelijking, bron: UT

 

De Diesrede van Bram Nauta heette om twee redenen ‘Het onzichtbare circuit’. De transistoren waaruit een chip bestaat, hebben nanometer afmetingen en zijn dus onzichtbaar voor het oog. Maar ook ‘het circuit’, de grote machinerie van research en industrie die sinds de uitvinding van de transistor, in 1947, op gang is gekomen, onttrekt zich vrijwel geheel aan het oog van de leek. Toch is het een van de grootste industrieën in de wereld, gebruikt een willekeurige wereldburger ongemerkt 250 chips per dag en zijn we helemaal niet verbaasd als er een nieuwe telefoon of tablet verschijnt die tienmaal meer kan tegen dezelfde kostprijs als de vorige. Toch is dit volgens Nauta allesbehalve vanzelfsprekend.

Prof. Bram Nauta, Universiteit Twente:

'Technologie is ons wel altijd een stap vóór, de samenleving en politiek hobbelen er achteraan.'

Nauta’s groep is volgens eigen zeggen vooral sterk in het ontwerp van chips voor het zend- en ontvangstgedeelte van mobiele apparaten. ‘Radio’ heet dat nog steeds. Dat wordt steeds complexer, met het groeiend aantal mobiele standaarden – gsm, WiFi, Bluetooth, 3G, 4G en nog veel meer – en de druk bezette en duur betaalde frequenties. Slimme filters, in combinatie met schakelingen die storende ruis onderdrukken, zijn onder meer het handelsmerk van Nauta en zijn chiparchitecten.

Nano

De Wet van Moore, die elke twee jaar een verdubbeling voorziet van het aantal componenten per vierkante millimeter chipoppervlak, loopt tegen fysieke grenzen aan. Dit wordt overigens al decennia beweerd. Toch is dit volgens Nauta niet meteen aanleiding om het dan maar over een totaal andere boeg te gooien, met bottom-up ontworpen nano-alternatieven. ‘Heel mooi dat je een molecuul kunt maken dat werkt als een transistor, of misschien zelfs twintig op een rijtje, maar zet dit eens af tegen de complexiteit van een siliciumchip, met miljarden transistoren, acht of negen snelwegen daarboven die de verbindingen vormen. Daar gaapt echt nog een enorme kloof.’ Juist als de Wet van Moore tegen grenzen aan loopt, is de ontwerper aan zet. De analoog ontwerper, voorspelt hij: want zelfs digitale schakelingen, zoals een microprocessor, zijn straks niet meer met louter digitale technieken te ontwerpen. ‘Maar: zoals de ontwerpers van de transistor in 1947 geen weet hadden van huidige toepassingen als Facebook en Twitter, zo kan ik ook moeilijk voorspellen hoe de wereld er over twintig jaar uitziet.'

Steve Jobs

Nauta’s rede werd voorafgegaan door een bespiegeling van rector magnificus Ed Brinksma over de rol van de Universiteit Twente op weg naar 2020. Hij trok daarin parallellen met Bauhaus, waarin voor de Tweede Wereldoorlog ambachten, kunsten en wetenschap samenkwamen. Voor de UT ligt er op een vergelijkbare manier een kans in het versterken van ‘design’ en het aangaan van verbindingen, aldus Brinksma. Om met Steve Jobs, als een soort late representant van Bauhaus, te spreken: ‘Design is not just what it looks like and what it feels like, design is how it works’.

De Wet van Moore dicteert dat er steeds meer transistoren op een chip zitten. Dat kon maar doorgaan dankzij steeds verdergaande miniaturisatie. Maar op een gegeven moment houdt dat natuurlijk op. Op dit moment kunnen we volgens Nauta in het lab prima transistoren maken van 10 nanometer lang, 20 atomen! Nog kleiner, en we krijgen toch echt lastige atomaire effecten. Maar op zich betekent dat volgens hem niet het einde van de vooruitgang van de elektronica-industrie.

BTG: Verbinding, verbreding en verdieping

Branchevereniging ICT en Telecommunicatie Grootgebruikers (BTG) behartigt de belangen van Nederlandse bedrijven en instellingen door kennis over te dragen en ervaringen uit te wisselen o.a. tijdens events

BTG in beeld en geluid

Magazine

BTG in Business - Najaar 2019
Lees de allerlaatste editie

Meld je aan voor onze nieuwsbrief!

Op de hoogte blijven van evenementen en het laatste nieuws? Schrijf je dan nu in voor onze nieuwsbrief.
  • Dit veld is bedoeld voor validatiedoeleinden en moet niet worden gewijzigd.