ทุบสถิติ! ชิปดีไซน์ใหม่ ‘สร้างตึก’ แทนย่อส่วน ท้าชนกฎของ Moore

เมื่อการย่อส่วนชิปเริ่มถึงทางตัน นักวิจัยจาก King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ในซาอุดีอาระเบีย ก็ปิ๊งไอเดียใหม่ ด้วยการเปลี่ยนจากการทำให้เล็กลง มาเป็นการ "สร้างให้สูงขึ้น" แทน! ผลลัพธ์คือชิปดีไซน์ใหม่ที่ทุบสถิติโลก ซึ่งอาจเป็นทางออกของวงการอิเล็กทรอนิกส์ที่ยั่งยืนกว่าเดิม

ที่ผ่านมา อุตสาหกรรมพยายามเพิ่มพลังการประมวลผลด้วยการอัดทรานซิสเตอร์ (Transistor) ให้เล็กลงและแน่นขึ้นตามกฎของ Moore (Moore's Law) แต่แนวทางนี้เริ่มชะลอตัวตั้งแต่ปี 2010 ทีมวิจัยนำโดย Xiaohang Li เลยหันมาสร้างชิปแบบซ้อนกันเป็นชั้นๆ ในแนวตั้งแทน โดยชิปตัวใหม่นี้มีชั้นสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) สองชนิดสลับกับฉนวนซ้อนกันถึง 41 ชั้น สูงกว่าชิปแนวตั้งที่เคยมีมาถึง 10 เท่า และจากการทดสอบผลิตกว่า 600 ชิ้น ก็พบว่าทำงานได้เสถียรไม่แพ้ชิปแบบดั้งเดิมเลยทีเดียว

ที่น่าสนใจคือ Thomas Anthopoulos จาก University of Manchester หนึ่งในทีมวิจัย บอกว่ากระบวนการผลิตชิปแบบนี้ใช้พลังงานน้อยกว่าการผลิตชิปทั่วไป แม้เป้าหมายอาจไม่ใช่การสร้าง Supercomputer ตัวใหม่ แต่หากนำไปใช้ในอุปกรณ์ใกล้ตัวอย่างเครื่องใช้ไฟฟ้าอัจฉริยะในบ้าน หรืออุปกรณ์สุขภาพสวมใส่ได้ ก็จะช่วยลด Carbon Footprint ของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ลงได้มหาศาล แถมยังเพิ่มฟังก์ชันได้เรื่อยๆ แค่เพิ่มชั้นเข้าไปอีก

แต่แน่นอนว่าหนทางยังไม่ได้โรยด้วยกลีบกุหลาบ Muhammad Alam จาก Purdue University ชี้ให้เห็นถึงความท้าทายสำคัญ นั่นคือ "ความร้อน" เพราะยิ่งซ้อนชั้นมาก ก็ยิ่งร้อนมาก เหมือนใส่เสื้อกันหนาวหลายๆ ตัวพร้อมกัน ปัจจุบันชิปต้นแบบทนความร้อนได้สูงสุดแค่ 50°C ซึ่งยังไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานจริงนอกห้องแล็บ และควรต้องเพิ่มให้ได้อีกอย่างน้อย 30°C ถึงจะใช้งานได้จริง

ถึงจะมีปัญหาเรื่องความร้อนให้ต้องแก้ แต่ผู้เชี่ยวชาญก็มองว่าการสร้างชิปแนวตั้งคือทิศทางที่ถูกต้องและเป็นทางรอดในระยะสั้นของวงการอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนจะซ้อนได้สูงแค่ไหนนั้น ทีมวิจัยบอกว่า "ไม่มีที่สิ้นสุดหรอก เราทำต่อไปได้เรื่อยๆ มันก็ขึ้นอยู่กับหยาดเหงื่อและน้ำตาเท่านั้นแหละ"