Chips för miljarder

Vilken uppfinning har förändrat världen mest? Telegrafen,telefonen eller är det kanske radion? Det är alls inte säkert.Svaret kan mycket väl vara mikroprocessorn. Stor som en tumnagelkan en mikroprocessor hantera enorma mängder information ochstyr i princip alla elektroniska apparater.

I varje hem finns numera ett dussintal mikroprocessorer, i alltfrån TV-apparaten och stereon till köksapparaterna. En normalbil innehåller cirka 10 mikroprocessorer. I princip allting sombehöver ett eluttag för att fungera innehåller någon form avmikroprocessor. Men framför allt är mikroprocessorn självaförutsättningen för det framväxande IT-samhället.

Datorns utveckling mot allt snabbare och billigare produkter gårhand i hand med mikroprocessorns, själva hjärnan i varje dator.Lite slarvigt används orden chips, halvledare och processor omvartannat. Chips är smeknamnet för såväl mikroprocessorer som såkallade minneschips. De senare kan inte tänka själva utananvänds, som namnet antyder, just för att lagra information,exempelvis i en dator. Grundmaterialet i ett chip är kisel, ettämne som både kan och inte kan leda ström, beroende på hur detbehandlas. Därav namnet halvledare. Den första mikroprocessornlanse-rades av Intel 1971. Sedan dess har utvecklingen gått meden svindlande fart. Dagens mikroprocessorer kan hantera över10.000 gånger mer information än då, för 25 år sedan. En van-ligpersondator idag är snabbare än en superdator från 1980-talet.

Det är denna hisnande utveckling mot snabbare processorer som ärIT-ålderns motor. Allt fler människor har fått tillgång tillallt snabbare datorer. Dessa kopplas ihop i nätverk med hjälp avdataväxlar, som också är uppbyggda kring mikroprocessorer.Datatrafiken på en processor leds i ofattbart tunna ledningar.Deras diameter mäts i mikrometer, dvs. miljondels millimeter. Ide senaste och mest avancerade processorerna mäter de 0,25mikrometer. Som en jämförelse, är en människas hårstrå ungefär100 mikrometer tjockt.

Chipets och dess beståndsdelars storlek är av stor betydelse förhur kraftfullt det är. Mindre och tätare packade delar gör atttransporten av data genom chipet går snabbare. Dessutom får detplats oändligt många fler transistorer på varje enskilt chips.En av grundarna till Intel, Gordon Moore, spådde redan 1965 attantalet transistorer som får plats på en mikroprocessorfördubblas varje 18 månader. Det är en profetia som slagit in,nästan kusligt väl. Och det finns ingenting som säger att detinte kan fortsätta.

En mikroprocessors kapacitet mäts vanligtvis i miljonerinstruktioner per sekund, förkortat MIPS (millions ofinstructions per second). Den senaste processorn från Intel,Pentium II, innehåller 7,5 miljoner transistorer och klarar avöver 300 MIPS. Allt på cirka en kvadratcentimeter stor ochlövtunn yta.

Grundmaterialet i en mikroprocessor är, som sagt var, kisel isin allra renaste form. Tillverkningsprocessen är komplicerad.Förenklat beskrivet utsätts delar av en kiselskiva förultraviolett strålning genom ett filter. På det sättet skapasdet mönster i skivan, som fylls med ett strömledande ämne. Sammaprocess upprepas på flera lager av kisel. Dessa lagersammanfogas genom särskilda kopplingar av aluminium.Tillverkningsprocessen ställer extrema krav på till exempelrenlighet. Ett dammkorn i en chipsfabrik kan förstöra chips förstora belopp, liksom vatten som inte är tillräckligt renat. Denminsta skakning i marken kan också få ödesdigra konsekvenser förtillverkningen. På grund av jordbävningsrisken i Kalifornien ärIT-industrins huvudstad, Silicon Valley, olämplig förchipsfabriker. Det är ingen tillfällighet att chipstillverkarnai hög utsträckning bygger fabriker i amerikanska öknen, därberggrunden är som stabilast.

En chipsfabrik kostar mellan en och två miljarder kronor attbygga och utrusta. Mer sofistikerade chips, med ännu smalaretransistorer, ställer kontinuerligt högre krav påtillverkningsprocessen och kräver ännu dyrare fabriker. Enligtsamma Gordon Moore ökar kostnaden för att bygga en ny fabrikexponentiellt i förhållande till mikroprocessorns utveckling.Det är en annan profetia som visat sig vara riktig.