Битва за нанометра: навіщо виробники зменшують техпроцес
З 1965 року нам відомо про так званому законі Мура : «Кількість транзисторів, що розміщуються на кристалі інтегральної схеми, подвоюється кожні 24 місяці, що призводить до появи нових технологій, зростання продуктивності і проривів в області електроніки». Викладаючи цей закон громадськості, один з батьків Intel не міг припустити, що інженери протягом цілих п'ятдесят років зможуть дотримуватися його. Не міг він і припустити, що в 2014 році складності з дотриманням цього закону почнуться і в самій компанії Intel. Адже для збільшення кількості транзисторів в процесорі потрібно зменшувати технічний процес виробництва. По-простому, зменшувати фізичний розмір транзисторів і збільшувати їх щільність.
На даний момент освоєним розміром можна вважати 22 нанометра, такий розмір транзисторів в процесорі Intel Haswell . Здавалося б, від зменшення одні проблеми: суворіше норми чистоти приміщення, складніше виготовляти шаблон для літографії, починають впливати квантові ефекти, складніше контролювати якість. Але жоден успішний виробник не піде на такі складності, якщо мова не йде про зниження собівартості виробництва і конкурентної боротьби. Відповідно, можна виділити кілька причин переходу до більш тонким техпроцесами. 
Перша: ефекти, пов'язані з довжиною хвилі світла і частотою сигналів. Вся електроніка (і не тільки вона) будується на абстракціях і спрощення. Для того, щоб можна було безбоязно комбінувати елементи між собою, не виконуючи заново повний аналіз, для елементів повинен виконуватися принцип суперпозиції. Щоб виконувався принцип суперпозиції, має виконуватися вимога, згідно з яким масштаб сигналу повинен бути значно більше, ніж затримка поширення сигналу в схемі. Тобто, при частоті в 3 ГГц, знаючи швидкість світла, отримуємо, що розмір схеми повинен бути значно менше 10 см. Значно - це значить рази в 3-4.
Друга: енергоспоживання і тепловиділення. Чим менше елемент, тим менше він споживає енергії і виділяє тепла. Це дає можливість використовувати потужні процесори в ультракомпактних пристроях. Правда, зі зменшенням розміру транзисторів збільшуються складності з теплоотводом, так що, мабуть, плюси і мінуси компенсуються.
Третя: транзистори, з яких сучасний процесор складається трохи більше, ніж повністю, являють собою не просто перемикач, керований напругою. Через своєї структури він також є маленький конденсатор, ємність якого обчислюється фемто-Фарадей, але все-таки не нульова. Кожен конденсатор вносить невелику затримку в поширення цифрового сигналу, яка при збільшенні кількості пов'язаних компонентів підсумовується. В результаті на виході замість прямокутного імпульсу ми отримуємо приблизно ось таке: 
Паразитне ємність можна зменшити, зменшивши розміри самого транзистора. Кількість же транзисторів, як ми знаємо, підкоряється закону Мура, відповідно, розмір їх також повинен зменшуватися пропорційно, щоб затримки в гігагерцовий сигналах не зводили нанівець підсумкову продуктивність. У мікроархітектурі Haswell використання тонкого 22-нм літографічного техпроцесу дозволило вмістити 1400 млн напівпровідникових пристроїв на площі в 177 кв. мм. Самі транзистори мають тривимірну конструкцію (Tri-Gate), що забезпечує їх малі фізичні розміри і мінімізує струми витоку.
Четверта: скорочення витрат на виробництво. Це, на мій погляд, важлива причина. Кожен окремий процесор вирощується на пластині, де їх дуже багато. Чим менше площа окремого кристала (процесора), тим більше їх поміщається на одній пластині і тим більше прибуток. Але це лише наслідок зменшення техпроцесу, тому говорити, що виробники спеціально намагаються вмістити на одній кремнієвій підкладці побільше процесорів, було б неправильно. 
Як мені здається, виробники швидше б погодилися, що закон Мура - маячня, і перестали б все зменшувати. Адже зменшення техпроцесу веде до великої кількості вибракуваних процесорів. Складно повірити, що лише невеликі, непомітні людині коливання земної кори можуть довести кількість непридатних процесорів до 80%! Тут і приходить розуміння такої немаленькою ціни за процесори. Складні матеріали, суперсучасне обладнання, величезний штат наукових співробітників та інші складності не зупиняють виробників в їх прагненні зменшувати техпроцес. А чому б і ні? Адже це напевно рентабельно. Intel давно вже обіцяє побудувати завод на Місяці, адже там слабка гравітація, немає землетрусів дає змогу зменшити техпроцес до атома!