تراشه‌ای که تلفن‌های هوشمند را هوشمندتر می‌کند

رونمایی از جدیدترین مدل آیفون همراه بود با کلی صحبت درباره نوع جدیدی از تراشه که برای اولین بار همراه با آیفون 12 به بازار عرضه می‌شود.

این تراشه به صاحبان این گوشی جدید اجازه می‌دهد که ویدیو‌های 4کی را تدوین کنند، کیفیت عکس‌های پروضوح خود را ارتقا دهند و هنگام اجرای بازی‌هایی که گرافیک سنگینی دارند تجربه به مراتب بهتری از قبل داشته باشند، و در عین حال باتری کمتری نیز مصرف کنند.

در ساخت این تراشه از "فرایند 5 نانومتری" استفاده شده است، یعنی ترانزیستور‌های آن کوچکتر شده‌اند و طولشان حالا به تنها 25 اتم می‌رسد. در نتیجه می‌توان میلیارد‌ها ترانزیستور بیشتر در این تراشه گنجاند.

این به زبان ساده یعنی قدرت محاسبه بیشتر. تا همین چهار سال پیش، خیلی از آگاهان صنعت فناوری بر این عقیده بودند که چنین پیشرفتی به این زودی‌ها محقق نخواهد شد.

اما دلیل تحقق پیدا کردن آن عمدتا نبوغ یک شرکت نسبتا ناشناخته هلندی به نام ای‌اس‌ام‌ال است. این شرکت توانست راهی برای تراشیدن الگوی مدار‌ها روی سطح سیلیکون پیدا کند که از فرایندی به نام لیتوگرافی به وسیله اشعه ماورای بنفش استفاده می‌کند.

در این فرایند از دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که 123 میلیون دلار قیمت دارند، رقمی که حتی با معیار‌های صنعت نیمه‌رسانا‌ها نیز زیاد است. اما این شرکت فعلا تنها سازنده چنین دستگاه‌هایی است. با این حال، درصد پایین تراشه‌های معیوب باعث می‌شود که استفاده از این دستگاه از گزینه‌های دیگر مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد.

دکتر ایان کاترس، گزارشگر وبسایت آناندتک، می‌گوید "دقت در چنین مقیاس کوچکی کلیدی است. کاری که دارند می‌کنند مثل این است که شما از روی زمین یک هواپیمای کاغذی به طرف تمبری روی سطح مریخ پرتاب کنید و آن هم به هدف بخورد. "

ای‌اس‌ام‌ال در توصیف فناوری خود می‌گوید که انگار یک روان‌نویس ظریف را جایگزین یک ماژیک کلفت کرده‌اید. اما به جای جوهر از چیزی استفاده می‌کند که این شرکت آن را "نور نحیف" لقب داده است و طی فرایندی واقعا گیج‌کننده ایجاد می‌شود.

سندر هافمن، سخنگوی این شرکت، می‌گوید "ما یک قطره قلع مذاب را با ارسال یک اشعه لیزر صنعتی قوی به درونش بخار می‌کنیم که نتیجه‌اش می‌شود تولید پلاسما. از این پلاسما نور ماورای بنفش می‌تابد. "

او در ادامه می‌گوید "این اتفاق هر ثانیه 50 هزار مرتبه تکرار می‌شود - یعنی 50 هزار قطره تبخیر می‌شود - و نوری که ایجاد می‌کند به اندازه‌ای است که ما می‌توانیم آن را با یکی سری آینه شکار کنیم. از این آینه‌ها صافتر در دنیا پیدا نمی‌شود. "

این نور را سپس از داخل ماسکی عبور می‌دهند تا شکل نقشه تراشه را به خود بگیرد و در ادامه با عبور از یک سری عدسی به مرور متمرکزتر می‌شود.اشعه نور سپس روی پوشش حساس به نور یک برش سیلیکون تابانده می‌شود و به این ترتیب طرح تراشه روی آن "چاپ" می‌شود.

تا به امروز تنها دو سازنده تراشه از این فرایند استفاده اقتصادی کرده‌اند:

شرکت تولیدکننده نیمه‌رسانای تایوان (تی‌اس‌ام‌سی) - تامین‌کننده انحصاری تراشه آ14 که اپل در جدیدترین مدل آیفون، آیپد و رایانه‌های مک استفاده می‌کند

سامسونگ - که در حال ساخت یک پردازنده کوالکام جدید برای گوشی‌های اندروید است که در ماه دسامبر رونمایی خواهد شد

هر کدام از این دو شرکت بخشی از سهام ای‌اس‌ام‌ال را در اختیار دارند. سهامدار دیگر شرکت اینتل است که طبق برنامه در سال 2021 از این فناوری جدید استفاده خواهد کرد.

اما یکی از رقیبان مهم حق دسترسی به آن را ندارد.

طبق گزارش‌ها، شرکت تولیدی بین‌المللی نیمه‌رسانای چین (اس‌ام‌آی‌سی) نیز این فناوری را سفارش داده بود، اما دخالت دولت آمریکا باعث شد تا دستگاه‌های ساخت ای‌اس‌ام‌ال به این خاطر که شاید توسط نیرو‌های نظامی چین استفاده شوند به این کشور صادر نشود.

این شرکت چینی در حال حاضر چند نسل عقبتر از دیگران است و با فناوری 14 نانومتری کار می‌کند، و به عقیده کارشناسان مدتی زمان لازم داشت تا بر چالش‌های مختلف جهش به فناوری 5 نانومتری غلبه کند. اما جان ارنسن، پژوهشگر شرکت گارتنر، می‌گوید این واقعیت که آن‌ها حتی نمی‌تواند وارد این بازی شوند "ضربه سختی" به این شرکت و برنامه‌های پکن برای صنایع تراشه‌سازی چین است.

او اضافه می‌کند که "قصد ایالات متحده دقیقا همین است. "هواوی، دیگر غول فناوری چینی، نیز در تولید تراشه‌های 5 نانومتری کیرین که خودش طراحی کرده است به مشکل برخورده است. این اتفاق نیز ناشی از دخالت‌های اخیر دولت ترامپ بود.

اما به نظر می‌رسد که این شرکت مقداری از این تراشه‌ها را که شرکت تی‌اس‌ام‌سی برایش ساخته بود انبار کرده است و به زودی در گوشی‌های هوشمند جدید خود از آن‌ها استفاده خواهد کرد. شرکت تی‌اس‌ام‌سی این تراشه‌ها را پیش از آن که در ماه سپتامبر مجبور به قطع تولید شود ساخته بود.

تلفن‌های هوشمند باهوشتر
اما این موضوع به این خاطر مهم است که راه باهوشتر کردن گوشی‌های تلفن استفاده از تراشه‌های 5 نانومتری است. هر چه تراشه‌ها پیشرفته‌تر می‌شوند، می‌توان خیلی از کار‌هایی را که قبلا برای پردازش به رایانه‌های دوردست فرستاده می‌شدند در محل انجام داد.

برای نمونه، تلفن‌های هوشمند حالا می‌توانند بدون استفاده از اینترنت صوت را به متن تبدیل کنند و انسان‌ها را در عکس تشخیص دهند.

ترانزیستور‌های کوچکتر انرژی کمتری از ترازیستور‌های بزرگتر مصرف می‌کنند و به همین خاطر می‌توانند با سرعت بیشتری کار کنند. بر همین اساس، شرکت تی‌اس‌ام‌سی اعلام کرده است که تراشه‌هایی که با فناوری 5 نانومتری می‌سازد 15 درصد از تراشه‌های 7 نانومتری سریعتر کار می‌کنند و انرژی کمتری نیز مصرف می‌کنند.

دکتر کاترس می‌گوید "اگر کار مشخصی داشته باشید - مثلا پردازش تصویر، پردازش سیگنال صوتی یا رمزنویسی - محاسباتی که باید انجام دهید خیلی مشخص تعریف شده است. به همین خاطر می‌توانید شتاب‌دهنده خود را به شکلی طراحی کنید که یا با حداکثر سرعت ممکن کار کند، یا عمر باتری دستگاه را بیشتر کند. "

شرکت اپل ادعا کرده است که تراشه آ14 در کار‌های یادگیری ماشین "تا 10 مرتبه سریعتر" از تراشه آ13 است. شکی نیست که دیگر سازندگان تلفن‌های هوشمند نیز هنگام گذار به فناوری 5 نانومتر ادعا‌های مشابهی مطرح خواهند کرد.

البته چیزی که بر مصرف‌کنندگان تاثیر خواهد گذاشت آن دسته از کاربرد‌ها خواهد بود که زندگی فرد را راحت‌تر می‌کند، نه افزایش سرعت‌های فرضی.

اما در سال‌های آتی، بعضی از کاربرد‌های فناوری 5 نانومتری و سپس 3 نانومتری قطعا از حیطه تلفن‌های هوشمند فراتر خواهد رفت - عینک‌های هوشمندی که خیلی بزرگ نیستند، ساعت‌های هوشمندی که دیرتر به شارژ نیاز پیدا می‌کنند، و شاید ماشین‌های خودران مقرون‌به‌صرفه.