Vad är ett chip, och vad sa Moores lag egentligen?

Det sitter ett i din telefon, flera i din bil och minst ett i tvättmaskinen. Ordet chip används om dem alla, och nästan ingen som säger det menar något särskilt med det. Ändå är det ett av de mest exakta föremål människor tillverkar.

Den här artikeln svarar på fyra frågor i tur och ordning. Vad ett chip är. Varför materialet är kisel. Hur det tillverkas i grova drag. Och vad Moores lag sa när den skrevs ned 1965, vilket är något annat än det som brukar citeras. Sist räknas branschen i utfall, från världens försäljning till svensk produktionsstatistik.

Vad ett chip är

Börja med den minsta delen. En transistor är en strömbrytare utan rörliga delar, som slås av och på med en elektrisk signal. Transistoreffekten belönades med Nobelpriset i fysik 1956, enligt akademiens sammanfattning av priset, och året för upptäckten anges till 1948 i prisutdelningstalet vid samma prisutdelning.⁷ Före transistorn satt strömbrytarna i radiorör av glas som behövde värmas.

Ett chip är nästa steg. I stället för att tillverka transistorer var för sig och löda ihop dem bygger man dem, och ledningarna mellan dem, samtidigt i ett enda stycke halvledarmaterial. Det kallas integrerad krets. Kungliga Vetenskapsakademien gav år 2000 hälften av Nobelpriset i fysik till ingenjören Jack Kilby för hans del i uppfinningen av den integrerade kretsen, och akademiens fördjupade bakgrundstext till priset daterar hans första demonstration till sommaren 1958 och den färdiga kretsen i ett stycke till september samma år.^{6, 9} Ett chip är alltså en hel krets, med alla sina strömbrytare och kopplingar, gjord i ett stycke.

Ordet halvledare beskriver materialet. En ledare släpper igenom ström, en isolator gör det inte, och en halvledare gör det ibland, beroende på hur den behandlats och vilken spänning den får. Det är den egenskapen som gör att ett stycke av materialet kan fungera som miljarder strömbrytare som styrs var för sig.

Varför materialet är kisel

Skälen står redan i den artikel från 1965 som resten av den här texten handlar om. Gordon Moore, då forskningschef vid en halvledartillverkare, skrev att kisel sannolikt förblir grundmaterialet, och att kisel kommer att dominera vid lägre frekvenser av två skäl: den teknik som redan vuxit fram runt kislet och dess oxid, och att kisel är ett rikligt förekommande och relativt billigt utgångsmaterial.¹

Oxiden är den del som lätt glöms. När kisel möter syre bildas ett tunt skikt kiseldioxid, samma ämne som i vanligt glas, och det skiktet isolerar.⁸ Ett material som både leder på beställning och isolerar sig självt på ytan är ovanligt praktiskt att bygga kretsar i. Moore skrev samtidigt att galliumarsenid skulle bli viktigt för integrerade mikrovågsfunktioner, alltså för särskilda användningar, inte som allmän ersättare.¹

Hur ett chip tillverkas, i grova drag

Skivan och lagren

Chip tillverkas inte ett i taget. De byggs många åt gången på en rund, tunn skiva av kisel som kallas wafer, i lager ovanpå varandra: mönster förs över på skivan, material läggs på och tas bort, och till slut sågas skivan upp i enskilda chip. Moore beskrev 1965 skivor som var en tum eller mer i diameter.¹ Skivan på fotot nedan är från en tretumsprocess, 76 millimeter i diameter och 0,4 millimeter tjock, och bär förutom kretsmönstret fyra testrutor som används för att kontrollera processen.¹⁰

Det svåra är precisionen och att allt måste bli rätt på en gång. Moore räknade 1965 med att transistorer kunde placeras med två tusendels tum mellan sina mittpunkter med de toleranser som redan användes, vilket ger minst 500 komponenter per tum och en kvarts miljon per kvadrattum.¹ Det var det som gjorde hans räkning möjlig. Sedan dess har avstånden krympt många gånger om, men principen är densamma: en krets som byggs i ett stycke kan inte lagas efteråt, så varje lager måste hamna rätt ovanpå det förra över hela skivan.

Svårigheterna Moore pekade ut

Moore skrev om två av svårigheterna redan 1965, och båda står kvar i dag som frågor för varje ny fabrik. Den ena är utbytet, alltså hur stor andel av kretsarna på en skiva som fungerar. Han menade att det inte fanns något grundläggande hinder för att nå hundraprocentiga utbyten, bara ingenjörsarbete, och att kostnaden per komponent sjunker när fler komponenter ryms i kretsen fram till den punkt där sämre utbyte äter upp vinsten.¹ Det var därför hans mått var komponenter vid lägsta kostnad. Den andra är värmen. Han ställde själv frågan om det går att leda bort värmen från tiotusentals komponenter på ett enda kiselchip, och svarade att en platt krets har en kylyta nära varje värmekälla, till skillnad från en dator byggd av lösa delar som hade glött om den krympts till samma volym.¹

En begränsning pekade han ut som grundläggande. Kondensatorer och spolar med höga värden lagrar energi i en volym, och volym är just det en integrerad krets inte har.¹ Sådana komponenter, skrev han, kommer att finnas kvar vid sidan av chipet ett tag till. Det är ett skäl till att ett kretskort fortfarande är fullt av små svarta och bruna komponenter runt chipet.

Vad Moores lag sa 1965

Den 19 april 1965 publicerade tidskriften Electronics en artikel med titeln Cramming more components onto integrated circuits, alltså ungefär att pressa in fler komponenter på integrerade kretsar.¹ Den är fyra sidor lång och går att läsa i sin helhet. Det är värt att göra, för den säger något annat än det som brukar citeras.

Vad artikeln faktiskt räknade på

Moore skrev om antalet komponenter per krets vid lägsta kostnad per komponent.¹ Storheten var alltså varken antalet transistorer eller prestanda, även om han skriver om båda på andra ställen i texten. När han skrev låg den kostnadsoptimala nivån på 50 komponenter per krets, och han konstaterade att den nivån hade ökat med ungefär en faktor två per år.¹ Sedan kom förbehållet, i hans egna ord: på kort sikt kan takten förväntas fortsätta, om inte öka; på längre sikt är ökningstakten mer osäker, men det finns ingen anledning att tro att den inte förblir nära konstant i minst tio år.¹

Räkningen som följde är artikelns mest citerade tal. Kurvan i artikeln börjar vid en komponent år 1959 och stiger med en fördubbling per år, vilket ger 65 000 komponenter på ett enda kiselchip år 1975.¹ Moore skrev att en sådan krets skulle behöva bara omkring en fjärdedels kvadrattum.¹ De 50 komponenter han anger som kostnadsoptimum när han skriver är textens tal för 1965; kurvan ligger något högre samma år.¹ Artikeln gissade också vad kretsarna skulle användas till: hemdatorer, automatisk styrning i bilar och personlig bärbar kommunikationsutrustning, och den konstaterade att elektroniska armbandsur bara behövde en display för att bli möjliga.¹

Var den citerade versionen kommer från

Två saker till hör till historien. Ordet lag kom inte från Moore. Uttrycket Moores lag myntades av Carver Mead, enligt Computer History Museums genomgång av artikeln.² Och den version som oftast citeras, att antalet fördubblas vartannat år, kommer från 1975, då Moore enligt samma genomgång reviderade takten till en fördubbling vartannat år i stället för varje år.^{2, 11}

Så när någon säger att Moores lag säger att transistorerna fördubblas vartannat år är både storheten och takten hämtade från annat håll än artikeln från 1965.^{1, 2, 1} Originaltexten talar om komponenter vid lägsta kostnad, en faktor två per år, och tio år framåt. Om lagen sedan har fortsatt gälla eller inte är en bedömning som olika initierade källor gör olika, och den står inte här.

Branschen räknad i utfall

Talet för branschens storlek som brukar citeras kommer från branschorganisationen SIA, som företräder 99 procent av den amerikanska halvledarindustrin mätt i intäkter och nästan två tredjedelar av halvledarföretagen utanför USA.³ Det är alltså branschens egen redovisning, inte en myndighets, och det bör stå i samma mening som talet.

Enligt SIA:s redovisning i februari 2026 uppgick den globala halvledarförsäljningen till 791,7 miljarder dollar under 2025, en ökning med 25,6 procent från 630,5 miljarder dollar 2024.³ Fjärde kvartalet 2025 stod för 236,6 miljarder.³ Den största produktkategorin var logikkretsar med 301,9 miljarder, upp 39,9 procent, och den näst största var minnen med 223,1 miljarder.³

Lägg märke till talet för 2024. När samma organisation redovisade det året i februari 2025 var summan 627,6 miljarder dollar, första året någonsin över 600 miljarder, upp 19,1 procent från 526,8 miljarder 2023.⁴ Den 3 mars 2025, drygt tre veckor senare, skrevs en notis in överst i samma pressmeddelande om att årssumman för 2024 hade uppdaterats till 630,5 miljarder, och det är den summan som står kvar i redovisningen ett år senare.⁴ Skillnaden beror på en revidering. Utfallsstatistik uppdateras när fler uppgifter kommer in, och den som citerar ett tal bör därför också säga när det lästes. Månadstalen i samma serier redovisas som glidande tremånadersmedelvärden och passar därför illa att citera ett och ett.³

Uppgången var ojämnt fördelad. Samma redovisning anger att försäljningen 2025 steg med 45,0 procent i Stillahavsasien och övriga marknader, med 30,5 procent i Nord- och Sydamerika, med 17,3 procent i Kina och med 6,3 procent i Europa, medan den föll med 4,7 procent i Japan.³ Kina och Japan räknas var för sig och ingår inte i den första gruppen. Talen är regionala utfall för året och säger inget om enskilda länder inom regionerna.

Sverige i statistiken

Sverige tillverkar inte chip i någon stor skala, men elektronikindustrin finns i den officiella statistiken.¹² SCB:s industriproduktionsindex mäter varje månad hur produktionen utvecklas, med 2021 som bas lika med 100, och redovisar branschen datorer, elektronikvaror och optik som en egen näringsgren.⁵

Räknat som årsmedel av månadsvärdena låg näringsgrenen på 131,7 för 2025, mot 99,2 för 2021.⁵ Hela tillverkningsindustrin låg samtidigt på 109,3, mot 99,4 för 2021.⁵ Mätt mot indexets basvärde 100 har elektronikindustrins produktion alltså ökat med knappt en tredjedel, medan industrin som helhet ökat med knappt en tiondel. Indexet är kedjat och kalenderkorrigerat, och SCB publicerar inte längre statistiknyheter för det, så talen hämtas direkt ur Statistikdatabasen.⁵ Serien uppdaterades senast den 10 september 2026 och sträcker sig då till juli 2026, och nästa publicering är den 9 oktober 2026.⁵ SCB bytte metod i april 2023, med nya statistiska enheter och utökad användning av momsuppgifter, och räknade om serien bakåt till april 2022; för näringsgren 26 flyttade omräkningen värdena med 1,5 procent i medel under övergångsåret, enligt SCB:s dokument om förändringar i statistiken.⁵

Vad du bör ta med dig

Ett chip är en hel krets byggd i ett stycke halvledarmaterial, med transistorer som strömbrytare och ledningarna mellan dem gjorda samtidigt. Materialet är kisel av två skäl som Moore skrev ned redan 1965.¹ Tekniken runt kislet och dess isolerande oxid var mogen, och kisel är rikligt och billigt. Chip tillverkas många åt gången på runda skivor, i lager, och sågas sedan isär. Moores lag från 1965 handlade om komponenter per krets vid lägsta kostnad, en faktor två per år och tio år framåt; ordet lag kom från Carver Mead och tvåårstakten från 1975.^{1, 2} Branschen sålde för 791,7 miljarder dollar 2025 enligt branschorganisationens egen redovisning, som reviderar sina tal i efterhand.³ Svensk elektronikindustri låg 2025 på index 131,7 mot basvärdet 100.⁵

Nästa episod är S1:E5 Quantum, räknat i kvantbitar och fel.

Utbildning, inte rådgivning.