Moores lag, en observation som gjordes av tidigare Intels grundare och vd Gordon Moore i mitten av 60-talet och reviderades i mitten av 70-talet, kräver i huvudsak att transistortätheten på en dyna (antalet transistorer per kvadratmillimeter) fördubblas varannan år. Under de senaste åren har chiptillverkarna fått nöja sig med mindre än 100 % ökning av denna siffra, även om tillväxten har varit betydande. Till exempel densiteten av transistorer i den nya 5-nanometer A14 Bionic från Apple är cirka 134 miljoner, jämfört med cirka 90 miljoner i 7nm A13 Bionic. Detta är 49 % mer.
När det gäller timing, TSMC och Samsung Foundry fortsätter att hålla jämna steg med Moore, med den tidigare som startar riskfylld 3nm-chipproduktion senare i år, följt av massproduktion under andra halvan av 2022. Jämfört med 5nm-chips är TSMC:s 3nm-chip mer attraktivt. Prestanda förväntas öka med 10-15% eller energiförbrukningen med 25-35%.
University of Sussex i Storbritannien har upptäckt ett sätt att ge nanomaterial transistoregenskaper. Ett nanomaterial är ett material vars storlek är från 1 till 100 nm. Materialet som faktiskt används av universitetet är grafen, vilket definieras som "ett enatoms tjockt lager av kolatomer arrangerade i ett sexkantigt gitter." Genom att vika ett lager av grafen, liknande origamipapper, får materialet egenskaperna hos vissa elektriska komponenter som används i mikrokretsar. Denna upptäckt skulle kunna göra det möjligt att producera små mikrochips som skulle göra det möjligt att tillverka snabbare och mer energieffektiva telefoner. Storleken på mikrochips som skulle kunna skapas av nanomaterial skulle vara så liten att det skulle finnas mer utrymme inuti enheten för att rymma ytterligare chips.
Grafen är förmodligen det mest lämpliga nanomaterialet för denna typ av komponenter på grund av dess ledande egenskaper. Vissa nätaggregat använder kompositbatterier av grafen för att minska laddningstiden. Med grafen kan litiumjonbatterier laddas upp till fem gånger snabbare, så att ett litiumjonbatteri som tar en timme att ladda kan laddas på bara 12 minuter. Nanomaterialet är också 200 gånger starkare än stål och sex gånger lättare.
I slutändan kan grafen användas för att producera andra material som finns i smartphones, vilket borde minska vikten på telefoner som använder detta material. För några år sedan kunde ett koreanskt forskningsföretag skapa en OLED-skärm med grafen, och förra månaden meddelade Appear Inc att de kommer att släppa en 5G-telefon med ett grafenbatteri, den första telefonen med en sådan komponent och den lättaste 5G-smarttelefonen. Telefonen förväntas släppas nästa månad, tillverkad av Foxconn, och förväntas sälja 1 miljon enheter under de första sex månaderna. Enheten kommer att använda en ny innovativ vattentät teknik. Appear är känt för sin Graphene Super 20 Power Bank, som laddas på 20 minuter med hjälp av företagets Fast Charge-batteriteknologi.
Läs också:
- 100 MP selfiekameror kommer snart att dyka upp i smartphones
- Utskrivbart kött: den första konstgjorda ribeye-biffen skrivs ut på en 3D-bioprinter