Nasze życie coraz bardziej uzależnia się od tego, jak szybko potrafią liczyć komputery. Sprawność przesyłania informacji w Internecie, przetwarzanie obrazów i dźwięku w cyfrowych środkach przekazu, jakość połączeń telefonicznych w cyfrowych sieciach telekomunikacyjnych zależą tak naprawdę od tego, jak wydajnie komputery są w stanie poradzić sobie z wielką ilością informacji wytwarzanych przez człowieka. Za szybkość komputera odpowiedzialny z kolei jest najważniejszy jego układ – mikroprocesor.
Mikroprocesor to niewielka płytka krzemowa, w którą wbudowana jest wielka liczba układów mikroelektronicznych, składających się z milionów mikroskopijnych tranzystorów. Poruszające się wśród nich elektrony realizują zgodnie z zamysłem inżynierów różnorodne operacje logiczne, zamieniające się w efekcie na wyniki obliczeń. Komputer liczy tym szybciej, im mniejsze są tranzystory i tym więcej operacji logicznych może wykonać, im więcej udaje się w mikroprocesorze „upakować” tranzystorów. Z reguły tej wynika podstawowe zadanie dla mikroelektroników. Jeśli chcemy zwiększyć moc obliczeniową, musimy coraz bardziej miniaturyzować układy elektroniczne, tak aby na jednym centymetrze kwadratowym płytki krzemowej zmieścić jak najwięcej tranzystorów. Na początku było ich kilka, w mikroprocesorach współczesnych ich ilość dochodzi do stu milionów. I ciągle jeszcze daleko do granicy możliwości.
Wyczerpane aluminium
Gdzie jednak są te granice? Czy w ogóle istnieją? Podstawowe bariery rozwoju technologii mikroelektronicznych wynikają z praw fizyki. Miniaturyzując układy elektroniczne na płytce krzemowej dochodzimy do wielkości niewyobrażalnie małych. Mikroprocesor powstaje w ten sposób, że pokrytą światłoczułą substancją płytkę naświetla się przez odpowiednią maskę promieniowaniem ultrafioletowym.