La Legge di Moore resta uno dei principi più discussi nel mondo della tecnologia: secondo questa previsione storica, il numero di transistor presenti su un chip raddoppia approssimativamente ogni 18-24 mesi. Ma oggi, a quasi 60 anni da quell’intuizione, la domanda suona forte: la Legge di Moore ha ancora senso? I limiti fisici, economici e le nuove strategie tecnologiche stanno ridefinendo il concetto stesso di crescita della potenza di calcolo. In questo articolo approfondiremo le sfide attuali e le soluzioni emergenti, per capire cosa significa oggi parlare di sviluppo nell’ambito dei semiconduttori.
I limiti tecnologici e fisici dei transistor
Oggi ci troviamo di fronte a sfide tecnologiche significative. Il processo di miniaturizzazione — pilastro della Legge di Moore — si scontra con limiti fisici ormai quasi raggiunti. Le dimensioni atomiche degli elementi che compongono i transistor introducono effetti quantistici come il fenomeno di tunnel e perdite di corrente non trascurabili, rendendo difficile un miglioramento lineare delle prestazioni. Inoltre, la complessità della litografia extreme ultraviolet (EUV) necessita di macchinari avanzatissimi e costosi per continuare a ridurre la dimensione dei nodi produttivi, che da qualche anno sono arrivati a misure di 7 nm, 5 nm e 3 nm, dove la metrica stessa perde parte del significato originale.
Costi e nuovi modelli produttivi
L’aspetto economico è un ostacolo altrettanto rilevante. La realizzazione di fabbriche per la produzione di semiconduttori avanzati richiede investimenti nell’ordine di decine di miliardi di euro. Questo ha portato a una concentrazione della produzione in poche grandi aziende specializzate — i foundry — e a un’attenzione specifica verso il ritorno economico per ogni evoluzione tecnologica. Non sempre infatti l’aumento dei transistor su un singolo chip si traduce in benefici proporzionali per tutte le applicazioni. Il modello di scaling tradizionale si evolve così lasciando spazio a nuove architetture.
Strategie alternative per aumentare la potenza di calcolo
Per superare i limiti fisici ed economici, il settore ha aderito a un approccio multifattoriale. La specializzazione hardware, con acceleratori dedicati per intelligenza artificiale e grafica, migliora l’efficienza senza affidarsi solo all’incremento di transistor su CPU generiche. Tecniche come l’uso dei chiplet — piccoli die modulari insieme su un unico package — e il 3D stacking di componenti elettronici permettono di aumentare la densità funzionale e ridurre le distanze elettriche. Il co-design software-hardware ottimizza l’uso delle risorse, mentre l’imballaggio avanzato e la litografia continueranno a fornire miglioramenti ma in maniera più marginale rispetto al passato. Infine, tecnologie emergenti come il calcolo quantistico o la fotonica onboard rappresentano potenziali rivoluzioni, ma sono ancora lontane dall’essere soluzioni di massa.
