År 1965 publicerade den framtida Intel grundaren Gordon E. Moore ett papper med titeln "Cramming more components on integrated circuits".

I det gjorde han en historisk teknologisk förutsägelse, som du kan koka ner till ett enkelt uttalande: "Antalet transistorer som ingår i ett chip kommer ungefär att dubbla var 24: e månad".

Moore kunde bara gissa på effekterna av denna transistor-dubblering. I sitt ursprungliga papper, skrivet i en tid av skåpstorlekar och 16 000 mini-datorer, föreslog han att nya transistorbaserade integrerade kretsar skulle leda till "sådana underverk som hemdatorer - eller åtminstone terminaler anslutna till en central dator - automatiska kontroller för bilar och personlig bärbar kommunikationsutrustning. "

  • Intel Edison förklarade: Varför Intels små PC är ett stort steg framåt

Snabba fram till idag och vi har kraftfulla stationära datorer och ultratunna bärbara datorer, självkörande bilar (nästan), smartphones och surfplattor.

För de första 30 åren av mikroprocessorutveckling, höjdes hastigheterna från 1MHz till 5GHz - en ökning med 3.500 gånger. Men Moores lag handlar inte helt om prestanda.

Visa mig pengarna

Det handlar om ekonomi. "Vad jag försökte göra [i papperet]," förklarade Moore 2005, "skulle komma över tanken på att det här var sättet som elektroniken skulle bli billigt ... du kunde se de förändringar som kommit, ge avkastningarna gå upp och få kostnaden per transistorer ned dramatiskt. "

Förvånansvärt har Moores lag fortfarande varit tillämplig på halvledarindustrin i nästan 50 år, från de 2.300 transistorerna i Intels 10 400 nm mikroprocessor till de miljarder 3D-Tri-Gate-transistorerna, som var ihop med sina 22nm Ivy Bridge-chips.

Datorn har blivit allestädes närvarande

Naturligtvis har det varit hinder längs vägen, såsom gränser som åläggs av litografisk teknik (processen för överföring av kretsmönster på kiselplattor) och transistorportens strömläckage. Men ingenjörer har alltid funnit sätt att övervinna dem - med kortare litografiska våglängder, dubbelmönster, optisk närhetskorrigering och innovationer med hög K / metallgate, för att bara nämna några.

Moores lag lever och sparkar

Moores lagens omedelbara framtid är inte i tvivel. Vid 2013 Intel Developer Forum (IDF) visade Intel vd Brian Krzanich sin nästa generations Broadwell SOC chip. "Detta är det, folk", utbröt Krzanich på scenen. "14nm är här, det fungerar och vi kommer att skicka i slutet av det här året." Även om din upphetsning är lite ringa, då tillverkningsfrågor drev Broadwell tillbaka till 2014.

Ändå verkar Intel säker på att Moores lag lever och sparkar när den flyttar till en 14nm processnod, nästa stopp på en teknik färdplan som skala ner till 5nm. Men medan det kan vara möjligt att tillverka chips vid 5nm och under, kommer de tekniska utmaningarna och den nya utrustning som krävs säkert inte att göra det kostnadseffektivt att göra det.

Så är frågan nu: hur länge har Moores lag kvar innan kisel inte kan drivas längre? Fem år? Tio?

"Jag väljer ca 2020 som den tidigaste vi kunde kalla [Moore's Law] dead", sa DARPA-chef och Pentium-processorarkitekt Robert Colwell när han pratade på Hot Chips-konferensen 2013. "Och jag väljer 7nm. Du kan prata mig in i 2022. Du kan till och med kunna prata mig om 5nm. Men du kommer inte att prata mig om 1nm. Jag tror att fysiken dikterar mot det. "

Från silikon till grafen

På kort sikt fortsätter Moores lag att hålla fast när ingenjörer hittar nya sätt att driva befintlig CMOS-teknik till sin gräns.

Det finns ett löfte om prestationsvinster genom att använda nya material, såsom indium galliumarsenid (InGaAs), indiumfosfid (InP) och kisel germanium (SiGe). Dessa har högre elektronmobilitet och stöder lägre spänningar, vilket minskar strömförbrukningen.

Och hålla koll på grafen nanoribbons, utvecklade av forskare vid University of California i Berkeley - molekylära ledningar konstruerade för att bära data tusentals gånger snabbare än traditionella kopparkopplingar.

"Dessa nanoribbons kan vara en nyckel för att hålla fast vid Moores lag", säger Felix Fischer, en kemist som arbetar med projektet på Berkeley. Använd dem i integrerade kretsar och dessa atomom tjocka, 15-atomiga grafenremsor kan potentiellt öka antalet transistorer på ett chip med mer än 10 000.