8. februar: Kan nanoelektronikk løse ALLE problemer?

Kort om foredraget:

Hva er nanoelektronikk?
     Enkel oversikt over et IKT system
     Definisjon av størrelser, mikro og nano
     Rask gjennomgang (forenklet) av fremstilling av integrerte kretser
     Enkel beskrivelse av nanoelektronikk, basert på CMOS teknologi
     Forskjell på nanoteknologi og nanoelektronikk
     Forskjell på nanoelektronikk og mikroteknologi

Teknologiutviklingen
     Halvlederteknologi
     Internett
     Moores lov

Bruksområder for nanoelektronikk
     Oversikt
     Implanterbar nanoelektronikk
     Nanoelektronikk i medisin
     Nanoroboter

Hva skjer med teknologien framover - nye teknologier
     Single elektron transistor (SET)
     Kvanteteknologi
     Nanorørteknologi

Og hva med fremtiden - noen perspektiver
      Teknologi
      Datamaskiner
      Kunstig virkelighet
      Kunstig intelligens
      Medisin
      Kunstig menneske?

Oppsummering skrevet av Morten Dæhlen:

Datamaskinens minste komponenter  lages i grunnstoffet silisium, og størrelsen på et silisiumatom er omlag 0.11 nanometer. Det går 9-10 silisiumatomer på en nanometer. Transistoren, eller enheten i en datamaskin som kan veksle mellom strøm og ikke strøm (0 og 1), bygges på silisiumplater. I dag lages det transistorer med en størrelse ned i mot 15 nanometer.  Fortsetter utviklingen som forventet vil det om kort tid være flere transistorer på en 1 x 1 centimeter silisiumplate enn antall celler vi har i hjernen. Det er mer enn 10 milliarder celler i hjernen.

Med dagens produksjonsmetoder er det en grense for hvor små transistorene kan bli, og grensen ligger et sted mellom dagens størrelse og størrelsen på et silisiumatom. Denne grensen vil trolig bli nådd i løpet av 5-6 år (2016!). Transistorene kan altså ikke bli mindre med dagens produksjonsteknologi.

Elektronikk med komponenter under 100 nanometer kalles nanoelektronikk. Før i tiden (for to-tre år siden), da ting var ca. 1000 ganger større enn i dag, brukte vi begrepet mikroelektronikk.

Hvor liten er en nanometer?

Forholdet mellom jordas diameter og diameteren på et kronestykke er omtrent som forholdet mellom en meter og en nanometer! Jordas  diameter er gjennomsnittlig 12742,02 kilometer.

Neglene våre vokser 3 millimeter i løpet av en måned. Det betyr at neglene vokser ca. én nanometer i løpet av et sekund!

Moore´s lov

Den første integrerte kretsen ble laget i 1958, og Intel kom med den første mikroprosessoren i 1971. Siden dengang har mikroprosessoren doblet sin kapasitet hver 18-24de måned, og det er denne utviklingen som kalles Moore´s lov etter Gordon E. Moore – en av grunnleggerne av Intel. Moores spekulasjoner rundt 1970 om hvordan mikroprosessoren ville utvikle seg har vist seg å stemme helt frem til i dag, og som nevnt over vil denne utviklingen ganske sikkert fortsette i 5-6 år til.  Da når man altså grensen for hva dagens metoder og teknologi kan klare, men hva kommer etter nanoelektronikken? Noe som er enda mindre og enda kraftigere – picoelektronikk! (En picometer er 1/1000-dels nanometer.)

Veien videre!

Det å spå om fremtiden er vanskelig, og denne lille historien viser at det er mulig å bomme ganske kraftig. Sir William Preece, som var sjefsingeniør i British Post Office uttalte følgende i 1878: “The Americans have need of the telephone, but we do not. We have plenty of message boys.” De fleste som bommer er for konservative, men en person som definitivt ikke er konservativ er Ray Kurzweil.

Kurzweil har over flere år kommet med en rekke spekulasjoner, spådommer og påstander om fremtiden. Tidlig på 1990-tallet beskrev han hva som var mulig i 2010 og han traff ganske godt, f.eks. at PCer kunne hente informasjon trådløst via Internett og at datamaskinen ville “forsvinne” inn i gjenstander. Dette er opplagt i dag, men var på ingen måte like opplagt for 20 år siden. Men Kurzweil har spekulert videre, og han er så freidig at han sier at verden vil bli overtatt av maskiner før det har gått 100 år. Er det mulig å tro på dette? Ønsker vi dette?

Mennesket levealder har økt og øker. Det sies at stabil tilgang på mat økte den gjennomsnittlige levealderen for oss (i den vestlige verden) fra 40 til 60 år, ny medisiner og høyteknologiske kirurgiske inngrep har økt den gjennomsnittlige levealderen fra 60 til over 80 år, og nå begynner vi å produsere reservedeler som kanskje vil øke den gjennomsnittlige levealder til 100 år eller mer. Vi har for lengst begynt å plassere elektronikk i kroppen (f.eks. pacemakere), og vi vil se en utvikling der vi kan bytte ut stadig mer vitale deler av kroppen. Hvor går grensen? Når er vi ikke lenger et menneske, men en maskin? Hva er da levealder? Hva er vi? Trenger vi mat?

….og slik kan vi fortsette å stille store, små, interessante, morsomme og skremmende spørsmål?