Ivo Špigel - Strojevi za čipove iz Niskozemske

"There is a crack, a crack in everything That’s how the light gets in" Leonard Cohen: "Anthem"

Ivo Špigel utorak, 20. prosinca 2022. u 06:00

Pošto kilo fotona? Za fotone ste vjerojatno čuli, i o njima učili – a jeste li čuli za kvantne točke? Vrlo vjerojatno jeste, a da toga niste niti svjesni, jer ako ste razmišljali o kupnji novog televizora, ili vas općenito područje televizora i monitora zanima, vrlo je vjerojatno da ste čuli za "QLED". To je ona neka "tehnologija" koja polako zamjenjuje "OLED" pa – naravno – ako ga zamjenjuje, mora da je bolja, kao što su 3D i zakrivljeni televizori trebali biti bolji od 2D i ravnih. OK… ovo zadnje bile su slijepe ulice i marketinške spike, pa smo odlučili ipak ostati na starim, dobrim 2D ravnim ekranima.

Elem – kvantne točke. Kvantne točke su ono "Q" u "QLED". Drugim riječima – kvantne točke, ugrađene u TV uređaje, možete kupiti u vašem friendly neighborhood dućanu s elektronikom. Te neobične točkice zapravo su jako, jako mali kristali, široki tek nekoliko nanometara, s vrlo neobičnim svojstvima, za koja je zaslužna – pogađate – kvantna mehanika. Da – to je ona neobična fizika za koju su vam rekli – ako ste ju, primjerice, učili na FER-u, ili kao mi, starkelje, na ETF-u – da prvo trebate "zaboraviti sve što ste dotad naučili iz fizike". Nešto kao fizika koju je osmislio Lewis Caroll za Alisu i njezino veselo društvance iza ogledala.

S "Fizikom 3" na faksu kolege i ja smo se mučili, mučili, borili i na kraju i konačno izborili, a zloglasni "izvod vodikova atoma" na nekih devet stranica udžbenika, nedajbože da bih opet susreo na ispitu. Ne znam imaju li današnje generacije FER-ovaca tu čast, ali ako imaju – sretno cure i dečki. No, pustimo studentske dane i okrenimo se sadašnjosti, a naročito budućnosti. Dakle, kvantne točke posvuda su u dućanima, to smo već zaključili, ali tu sveprisutnost kvantnomehaničkih fenomena u potrošačkim košaricama doživljavam – ipak – više kao štos, kuriozitet; sreli se Einstein i Kraljica Herc iza ogledala, i izbacili tržišni proizvod.

Ono što je tu zapravo zanimljivije jest uloga kvantnih točaka u fotonici. Fotonika – da se vratimo fotonima iz prve rečenice – je, najpojednostavljenije govoreći, nešto kao današnja elektronika, ali glavnu ulogu ne igraju elektroni nego fotoni, fotoni putuju kroz integrirane krugove optičkim vezama, i zahvaljujući svemu tome, sve se odigrava brže. Puno brže, puno djelotvornije, puno hladnije (ne grije se). Tu dolazimo do famoznog Mooreovog zakona. Smrt njegova zakona – bolje govoreći, granice, ali "smrt" u kolumni puno bolje zvuči i puno je klikabilnije – najavljuje se, dakako, već godinama i godinama, a vješti i dovitljivi inženjeri poluvodičkih giganata, od Tajvana do Amerike i Nizozemske, isto tako, godinama i godinama razvijaju sve inovativnije načine da čipove još više smanje, da na mikroprocesore uguraju sve više, i više, i više tranzistora. Došli smo tako do prepucavanja tipa "tvojih 80 milijardi tranzistora na čipu mala je beba prema mojih 114 milijardi!", ali ne lezi vraže, iza ugla viri djedica Moore i kaže "dečki dragi, sve je to super, ali uskoro ćete se spustiti na tri nanometra, i onda zbogom bezbrižni dani!".

To je trenutak u kojemu, poput onih u kaubojskim filmovima, stiže konjica! Konjica u obliku fotonike, s kvantnim točkama kao jednim od najvažnijih sastavnih elemenata. Fotoni umjesto elektrona, optičke umjesto klasičnih poluvodičkih veza, i eto sreće i radosti, mira na svijetu i ljubavi među svim ljudima! OK… ovo posljednje možda i ne, za to moramo srediti još nekoliko sitnica. Sva je prilika da nam fotonika nudi mogućnost iskoraka izvan ograničenja sadašnje poluvodičke tehnologije i – o srećo, o radosti – za novi život starog Moorea i njegova ljubljenog zakona.

Priča o fotonici vodi nas u živopisni belgijski grad Leuven. Sa svojih stotinjak tisuća stanovnika, Leuven je tek nešto malo veći od Velike Gorice. Tamošnje sveučilište je čak (jao!) starije od zagrebačkog, osnovano je daleke 1425. godine, kad su Hrvati tek friško stigli, a Tomislav Bralić i klapa Intrade još nisu preporučili kamen umjesto mekanog jastuka za bolji san. Pivopijama je Leuven zacijelo zanimljiv, tamo je globalno sjedište pivarskog giganta Anheuser-Busch InBev.

Za našu priču zanimljivije je što se u Leuvenu nalazi sjedište imeca. Baš tako se piše, "imec", malim slovima, tako je valjda odlučio neki branding genijalac, iako se radi o kratici naziva "Interuniversity Microelectronics Centre". Vjerujem da ima malo čitatelja Mreže koji su čuli za taj skromni institut s preko 4.000 zaposlenih u istraživačkim centrima širom svijeta i godišnjim prihodima od kojih 732 milijuna eura. imec je, dakle, jedan od vodećih globalnih instituta koji se bave razvojem fotonike i našim simpatičnim kvantnim točkama. Kako to ne bi bio jedini europski forte u priči o novim tehnologijama, vrijedi znati i da se u još manjem gradiću, čak manjem od Velike Gorice, Veldhovenu u Nizozemskoj, u blizini Eindhovena, nalazi ASML, još jedna kompanija za koju će mnogi među vama, dragi čitatelji, prvi put čuti upravo u mojoj kolumni u Mreži.

ASML radi jako, jako velike i skupe strojeve. Radi strojeve koji proizvode čipove koje proizvode Intel, Samsung, TSMC i svi ostali proizvođači čipova na svijetu. I ASML je jedina kompanija na svijetu koja ima znanje, tehnologiju i mogućnost proizvodnje strojeva za proizvodnju najkompleksnijih čipova, onima s jako puno milijardi tranzistora. Cijena, prava sitnica, od 140 milijuna eura pa prema gore.

Od Leuvena do Veldhovena ima kojih stotinjak kilometara. To je za nekog vrijednog aktivnog cestovnog biciklista iz Belgije ili Nizozemske, ugodna "vožnjica". Pa eto, nismo ni mi, Europljani, baš za baciti.

Mreza 1 / 2023 siječanj 2023.