3 Mayıs 2020

Moore Yasası: Teknoloji, Teknolojiyi Geliştirir

Ömer Faruk Gülsarı

Silikon Vadisi (Silicon Valley)

Silikon Vadisi, tahmin edildiği gibi, ismini silikondan alıyor. Çünkü orada, silikon işlemciler üretiliyordu, adı ne olsaydı? Eskisi gibi, ‘Altın Vadisi’ mi?

Bilim insanlarının pek de mütevazı oldukları söylenemez. Teknolojinin gelişimine katkıda bulunan herkes bir (belki birkaç) isim hakkı alır. Yoğun silikon yonga (çip/chip) üretimine ev sahipliği yapan ‘Silicon Valley’ (Silikon Vadisi), Kaliforniya’nın kuzeyindeki San Francisco’nun San Jose vadisine verilen isimdir.

abd kaliforniya

Tabi Silikon Vadisi’nde yalnızca silikon yongalar üretilmiyor. Pek çok yüksek teknoloji şirketinin doğum yeri burası. Bu yüzden, bugün, Silikon Vadisi yüksek teknoloji şirketlerini ifade eden bir isim oldu.

silikon vadisi

Silikon Vadisi’nin bulunduğu eyalet olan Kaliforniya, keşfinden itibaren tüm zamanların gözdesi olmuştu. Zamanın Kaliforniya Valisi Leland Stanford, 1891’de Stanford Üniversitesi’ni kurdu ve vadiye zemin hazırladı.

kaliforniyanın keşfedilişi

Bu üniversiteden mezun olan öğrenciler Lee De Forest gibi bilim insanlarının yaşadığı eyalette pek çok imkana sahipti. Üniversite desteğiyle, Bill Hewlett ile David Packard kampüslerine yakın bir garajda kendi halinde geçimlerini sağladıkları bir şirketi, Hewlett-Packard’ı (HP) kurdular. 

Silikon Vadisi de ilk ödülünü almıştı. William Shockley, Walter Brattain ve John Bardeen ilk yarı iletken transistörü geliştirdi ve Nobel Ödülü’nü aldılar.

nobel prize hp

İşlenen Kum Işıldar

Transistörler dijital cihazların kalbi olan mikro-işlemcilerin temelini attı. Çünkü bilgisayarlar ve elektronik cihazlar tek mantığa göre çalışıyordu. Bir işlem (bit), yani ya evetti ya da hayır. Transistör ya iletkendi ya da değildi. Yani yarı iletkendi. Bu yarı iletkeni yapmak için tek ihtiyaç kumdu, çünkü kum %25 oranında silikon içerir ve silikon oksijenden sonra yerkürede bulunan en fazla elementtir. Kum, Quartz içeriğinde silikon dioksit (SiO2) halinde bol bol silikon bulundurur. Silikon, parlak renkli bir kütle halindedir.

teknoloji silikon vadisi

X İşleme

İşlemden geçirilen kumun silikonu ayrıştırılır ve üst düzey saflığa getirilir. Saflaştırıldıktan sonra eritilir ve bu eriyik silikondan büyük bir kristal oluşturulur. Tek parçalı bu büyük kristale ingot denir. Bu ingot kesilerek plakalar oluşturulur. Bu plakalara wafer (gofret yaprağı) deniyor ve ardından ışığa dayanıklı bir katman ekleniyor. Bu yüzeye UV (mor ötesi) ışın uygulanıyor. UV ışığı gönderilirken bazı kısımların ışıktan daha az etkilenmesi için maskeleniyor. Devre şekli bu ışıkla wafer üzerinde oluşuyor ve her katmanda işlem tekrarlanıyor. Bu, X işleme fotoğraf basımına benzer bir işlemdir. Devre tasarımı ne kadar verimliyse işlemci o kadar verimli çalışır. Bu şekil milyarlarca transistör oluşturur ve elektrik akımına dilediği gibi yön verebilir. (2 seçenek içinde dilediği gibi: evet ya da hayır.)

A boat of silicon wafers ready for processing in a semiconductor lab.

Sözleşmeli Çalışanlar

Madem ödülü başkası aldı, biz de eski yapılanı geride bırakacak bir teknoloji geliştiririz diyerek işe koyulan ‘Hain Sekizliler’ (Traitorous Eight: Jean Hoerni, Julius Blank, Victor Grinich, Eugene Kleiner, Sheldon Roberts, Jay Last, Gordon Moore, Robert Noyce) Nobel Ödülü alan Shockley’nin transistöründen faydalanarak olsa da, daha üstün Fairchild transistörünü geliştirdiler. O günden sonra vadide bulunan şirketlerin çalışanları, çalışma hayatlarının sonunda aynı alanda bir şirket açmamaları için bir sözleşme imzaladılar.

silikon işleme chip

Mütevazı Olmak Gerekir

Bir kez ihanet eden, bir daha ihanet eder değil mi? İki “Hain Sekizliler” üyesi Robert Noyce ve Gordon Moore, Fairchild şirketini bırakarak Intel’i kurdular. İşte ,Moore Yasası da adını, ifadeyi ilk kullanan mütevazı bilim insanı Gordon Moore’dan alıyor. 

Moore’a göre her 18 ayda bir tümleşik devre üzerine yerleştirilebilecek bileşen sayısının iki katına çıkacacağını, bunun bilgisayarların işlem kapasitelerinde büyük artışlar yaratacağını, üretim maliyetlerinin ise düşme eğilimi göstereceğini öngörmüştü ve bunu “Electronics Magazine” dergisinde yazdığı makaleyle yayınlamıştı. Ve gerçekten de dediği gibi olmuştu.

moore

Yasa mı Teori mi?

Her şey her zaman analitik planlara göre yürümez. Moore Yasası (bana kalırsa teori) da transistörleri matematiksel olarak sonsuza kadar küçültmeyi planlıyordu ancak plakaların üzerine atomların fiziksel boyutlarının ötesinde işleme yapılmayacağı gibi, mor ötesi ışınların dalga boylarının sınırını aşan bir işleme de de transistörler doğru bağlanmayacak ve elektrik akımına yön verirken problemler yaşanacaktı.

moore law

Quantum Çağı Başlıyor

Her şey, her zaman analitik planlarımıza göre yürümez. Fakat bu kötü bir şey değildir. Mikro-işlemciler verilerin dijitalleşmesini, geniş kitlelere hızlı ulaşmasını ve internetin ağının oluşmasını sağladı. Silikon teknolojisinin sonu demek, yeni bir çağın başlangıcı demekti. Quantum Processor (Kuantum İşlemci) çalışmalarına hız verildi. Artık transistörler yok, açık-kapalı basit anahtar sistemi yok. İşlemler üst üste binebiliyor ve her bir işlem biriminde tek bir seçim yapmak zorunda değilsiniz. Hem açık hemde kapalı olabilirsiniz. Yani ‘Dükkan kapalı ancak yalnızca çocuklara!’ diyebileceksiniz. Bu durumda Moore Yasası belki çürütülmüş gibi görünüyor olabilir, ancak transistör sayısında ne kadar sınır olursa olsun, teknolojinin sınırı yok.

quantum teknoloji

Ömer Faruk Gülsarı

Tüm yazıları

E-bültenimize kaydolun.