Yazarlar 03 ŞUBAT 2014 / 08:20

Moore Kuralı

Gordon E. Moore adını duymuşsunuzdur. Fairchild Semiconductor’un kurucularından. 1968’de Fairchild’dan ayrılıp Intel’i kuruyor. Intel, Moore’un liderliğinde 1971’in Kasım’ında 4004 isimli dünyanın ilk tümdevre mikro işlemcisini dünyaya tanıştırıyor. Gerisini hepimiz biliyoruz. Las Vegas’taki CES fuarında sergilenen 4K çözünürlüklü, üç boyutlu televizyonların, akıllı telefonların, tabletlerin ve hayatı kolaylaştıran cihazların (ya da bana göre, karmaşıklığı nedeniyle kullanımı gittikçe zorlaşan teknoloji oyuncaklarının) hemen hepsi Moore’un başlattığı çabanın uzantıları.
Moore, 1965’de, Electronics dergisinin 19 Nisan tarihli sayısında bir makale yayımlıyor. Makalenin başlığı “Cramming More Components onto Integrated Circuits”, yani “Tümdevrelere daha fazla devre elemanı tıkıştırmak”. Moore’un devre elemanı dediği transistor, yani tümdevrelerin temel taşı. Moore, üç sayfalık makalesinde, o günkü yarı iletken teknolojisine ve gelişmelere bakarak bir tahminde bulunuyor ve diyor ki bir tümdevrenin içerisindeki transistorların sayısı 1975’e kadar yaklaşık her iki yılda bir iki katına çıkacak.
Bu fikrin dayandığı noktaları şöyle özetliyor: Tümdevrenin içerisine yerleştirilen transistor sayısı arttıkça, yarar/maliyet oranı artıyor, ama üretim teknolojisindeki yetersizlikler nedeniyle fire artıyor, verim de düşüyor; yani üretilen tümdevrelerden çalışanların oranı azalıyor. Dolayısıyla en verimli üretim için tümdevre başına transistor sayısı 50 adedi aşmamalı. Bu transistor sayısı ileride üretim teknolojisi iyileştirildiğinde maliyeti artırmadan yükselerek 1970’te 1000’e, 1975’te de 65 bine ulaşacak.

Geleceği görmek mi azim mi?
İkisi de... Moore’un tahminleri sonuç olarak doğru çıkıyor ve bu “Moore Kuralı” olarak endüstriye yol gösteren, ilham veren bir katalizör oluyor. Gerçekten de yaklaşık her iki yılda bir tümdevrelerin içerisindeki transistor adetleri ikiye katlanarak artmaya devam ediyor, kural aksamadan hâlâ da işliyor.
Günümüzde yolun sonuna yaklaştığımıza inanan bir kesim var. Nasıl olmasın? 60’larda üretim sürecinin verimi ile belirlenen maliyet artık üretim teknolojisindeki ilerlemenin sürebilmesi için gereken yatırımın devamına bağlı ki bu “Moore’un ikinci kuralı“ olarak biliniyor. 1960’da mikron (milimetrenin binde biri) ile ölçülen transistor boyutları günümüzde moleküler boyutlara ulaştığı için, transistor sayısındaki artışın devamı için üretim teknolojilerine astronomik rakamlarla yatırım gerekiyor.
2015’e kadar, mikro işlemci üretmek için kurulacak fabrikaların gereksinimi olan yatırım 10 milyar dolar olarak tahmin ediliyor. 2020’ye doğru bu rakam 20 milyar dolara varacak. Bunlar bilişim teknoloji araştırma şirketi Gartner’in rakamları. Türkiye’nin 2012 yılı Gayri Safi Yurtiçi Hasılasının yaklaşık 790 milyar dolar olduğu düşünülürse, bu tür bir yatırım artık her baba yiğidin harcı değil.

Peki, yolun sonuna mı gelindi?
İronik olarak, “kural”ı bozmamak için “kural dışı” bir düşünce tarzı olmalı. Gerek ABD’de gerekse Avrupa ve Asya’da üniversiteler ve yarıiletken şirketleri geleneksel üretim sürecindeki ilerlemenin aksamadan devamı için araştırmalarına devam ediyorlar. Örneğin, tek tabaka kalay ve tek tabaka karbon (grafen) atomu ile oluşturulan malzemelerle, geleneksel yarıiletken üretim teknolojileri ile üretilecek tümdevrelerin çalışma hızlarında artırım,
güç harcamalarında ise azaltma amaçlanıyor. Buna ek olarak silikon üzerinde moleküler olarak - deyim yerindeyse - kendi kendilerini monte eden polimerik yapılar oluşturularak geleneksel fotolitografi süreç kısıtlamalarının giderilmesine çalışılıyor. Çünkü nanometre boyutunda litografi yapabilmek için gereken X-ışınlı cihazların maliyeti 500 milyon dolar dolayında.
Ya sonrası?
Geleneksel malzemelerle varılacak noktada yolun tıkanacağı güne hazır olmak üzere silikonun yerini alacak yapay malzemeler üzerinde araştırmalar da sürüyor. Metal iyonlarından oluşan kristal yapılar ile organik moleküllerin oluşturduğu Metal-Organik-İskelet (MOF; Metal-Organic-Framework) malzemeler teorinin ötesinde deneysel olarak kullanılıyor, amaca hizmet edeceği kanıtlanıyor.

Dahası da var…
Bütün bu çabaların bir diğer olumlu yönü de birincil olarak amaçlanmayan sonuçları, yeni teknoloji ve uygulamaları beraberinde getirmesi. Tıkanmakta olan yolu açması ve hattâ daha da genişletmesi. Üstelik, bu yeni teknolojiler, ağırlıklı olarak teoriye dayanmaları nedeniyle akademik ağırlıklı kurumlar tarafından, yan sanayi bağımlılığı olmadan yürütülebiliyor. Yani bu konuda liderliğe oynamak için bir fırsat var, ama hangi şartlarla?

Bu oyuna katılmalı mı?
Aslına bakılırsa lider olma şansı zamanında Türkiye’nin eline geçmişti ama bunu değerlendiremedik. Neden? 80’li yılların başında benim de bizzat kurulusunda yer aldığım ve halen TÜBİTAK bünyesinde tümdevre geliştirip üreten YİTAL, TESTAŞ tümdevre fabrikasının Ar-Ge birimi olarak doğdu. TESTAŞ yerli olarak YİTAL’in geliştireceği teknolojiyle tümdevre üretecekti. Ama bu ürünlerin pazarını belirlemeden, uzun vadeli ciddi bir plan ve devlet desteği almadan, “hele bir başlayalım da gerisini sonra düşünürüz“ şeklinde idealist bir yaklaşım ile başladı ve kısa zamanda eridi gitti.
Uzaktan göründüğü kadarıyla, ülke olarak büyük bir vizyondan bahsetmekle beraber, iş plan ve desteğe geldiğinde acaba yaklaşımımız şimdi farklı mı? Hemen her ilginç fikre üç beş kuruş verip ertesi gün sonuç bekliyormuşuz gibi geliyor bana; umarım yanılıyorumdur.
80’lerdeki TESTAŞ deneyinden çıkaracağımız derslerle, şimdi gümüş tepsi içerisinde bize tekrar sunulan bu imkânı değerlendirebilmek için yeni bir şans olduğuna inanıyorum. Ama teknoloji geliştirmenin ve bu teknolojiyi ekonomik değere çevirmenin uzun dönemli bir planlama ile ciddi bir yatırıma, eğitimden tüketici kültürüne değişimle uygun ortamı oluşturacak, sürdürülebilir bir devlet desteğine, ve bu ürünü talep edecek, geniş bir iç ve dış pazara gereksinimi olduğunu unutmadığımız takdirde. Unutmayalım, böyle fırsatlar her gün karşımıza çıkmıyor.
ETİKETLER : Sayı:957