A single unit costs hundreds of millions of dollars.

一台で何億円もする。

And when companies buy one, they also need 250 engineers to install the 165-ton device in a process that typically takes half a year.

また、企業が購入する場合、165トンの装置を設置するために250人のエンジニアが必要となり、通常半年はかかる。

But despite this steep cost in time and money, many microchip makers desperately want one of these machines.

しかし、時間と費用がかかるにもかかわらず、多くのマイクロチップ・メーカーは、このようなマシンをどうしても欲しがっている。

The $100 million question is why?

億ドルの問題は、なぜなのか？

The answer has to do with something called Moore's Law.

その答えは、ムーアの法則と呼ばれるものに関係している。

First coined by Intel co-founder Gordon Moore, this law states that every one to two years, the number of transistors that can fit on a given size computer chip will double.

インテルの共同創業者ゴードン・ムーアによって最初に作られたこの法則は、1年から2年ごとに、あるサイズのコンピューター・チップに搭載できるトランジスタの数が倍増するというものである。

And by extension, the rough number of calculations that chip can do per second will also double.

ひいては、チップが1秒間に処理できる大まかな計算回数も2倍になる。

Now this law isn't a physical law like gravity.

この法則は重力のような物理法則ではない。

It's just a trend Moore observed during the early 1960s.

1960年代初頭にムーアが観察した傾向に過ぎない。

But chip makers turned that trend into a goal.

しかし、チップメーカーはその傾向を目標に変えた。

And in turn, consumers learned to expect computing progress to continue at this exponentially fast pace.

その結果、消費者はコンピューティングの進歩がこの指数関数的な速さで続くことを期待するようになった。

And the amazing thing is, for six decades, it pretty much has.

そして驚くべきことに、この60年間、ほとんどそうだった。

Thanks to Moore's Law, chips have gotten smaller, faster, more efficient, and cheaper.

ムーアの法則のおかげで、チップはより小さく、より速く、より効率的に、より安くなった。

But today, there are four key problems that trip up this trend, potentially ending Moore's Law and fundamentally changing how we make progress in computing.

ムーアの法則を終わらせ、コンピューティングの進歩を根本的に変える可能性がある。

The first is transistor science.

一つ目は、トランジスタ科学である。

Transistors are basically on-off switches, and these building blocks of digital computing have been shrinking since the 1960s.

トランジスタは基本的にオン・オフスイッチであり、デジタル・コンピューティングを構成するこれらのブロックは1960年代から縮小し続けている。

But recently, they've gotten so small, quantum physics has begun to interfere with their functions.

しかし最近、量子物理学がその機能に干渉し始めた。

When a transistor switch or gate is less than 20 nanometers, electrons will tunnel along it continuously, turning a crisp on-off switch into a hazy dimmer.

トランジスタのスイッチやゲートが20ナノメートル以下になると、電子はそれに沿って連続的にトンネルを掘り、鮮明なオン・オフスイッチをぼんやりとした調光器に変えてしまう。

The second problem is heat.

つ目の問題は熱だ。

As chip makers make components smaller and more complex, the copper lines that run between them need to be thinner and longer.

チップメーカーが部品をより小さく、より複雑にするにつれ、部品間を走る銅線はより細く、より長くする必要がある。

This increases their electrical resistance and generates high heat that impairs chip performance and can't be easily dissipated.

これにより電気抵抗が増加し、チップの性能を損なう高熱を発生させ、容易に放熱することができなくなる。

Today's chips can already run hot enough to cook an egg, and temperatures are only predicted to increase without new innovations.

今日のチップはすでに卵を焼くのに十分なほど高温で作動し、新たな技術革新がなければ温度は上昇する一方だと予測されている。

While both these issues represent limits in the fundamental physics of chipmaking, researchers haven't stopped trying to solve them.

この2つの問題はいずれもチップ製造の基礎物理学における限界であるが、研究者たちはこの問題を解決しようとする努力をやめてはいない。

Unfortunately, their solutions often exacerbate the third major problem, chipmaking's environmental impact.

残念なことに、彼らの解決策はしばしば、第3の大きな問題であるチップ製造の環境への影響を悪化させる。

For example, swapping copper lines for ruthenium could help pack transistors more tightly and keep chips smaller.

例えば、銅線をルテニウム線に交換すれば、トランジスタをより密に詰め込むことができ、チップの小型化が可能になる。

But that metal is far scarcer than copper and would require new mining infrastructure.

しかし、その金属は銅よりもはるかに希少であり、新たな採掘インフラが必要となる。

Similarly, the technology currently used to make today's smallest transistors requires huge amounts of energy and chemicals called perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl, substances which can take thousands of years to break down in the environment.

同様に、今日の最小のトランジスタを作るために現在使われている技術は、膨大なエネルギーとパーフルオロアルキルやポリフルオロアルキルと呼ばれる化学物質を必要とする。

Managing these first three problems contributes to the final issue, cost.

これら最初の3つの問題を解決することが、最後の問題であるコストにつながる。

To keep achieving Moore's Law, chipmakers have to make individual chip components smaller.

ムーアの法則を達成し続けるためには、チップメーカーは個々のチップ部品をより小さくしなければならない。

And this is where that costly $400 million machine comes in.

4億ドルもする高価なマシンの出番だ。

This marvel of chipmaking science shoots a stream of tin droplets into a vacuum chamber before blasting them with a high-energy laser that vaporizes the tin to create plasma.

この驚異的なチップ製造科学は、錫の液滴を真空チャンバー内に噴射した後、高エネルギー・レーザーで錫を蒸発させてプラズマを生成する。

In turn, the plasma emits a 13.5 nanometer wavelength of ultraviolet light that can be used to produce incredibly small transistors.

このプラズマは、13.5ナノメートルの波長の紫外線を放出し、それを使って信じられないほど小さなトランジスタを作ることができる。

This remarkable feat of engineering has helped chipmakers keep up with Moore's Law.

この驚異的なエンジニアリングの偉業は、チップメーカーがムーアの法則に遅れないようにするのに役立っている。

But as chips keep getting denser, intricate manufacturing plants keep getting more expensive.

しかし、チップの高密度化が進むにつれ、複雑な製造工場はより高価になっている。

This trend has been so consistent, it's actually earned the nickname, Moore's Second Law.

この傾向は一貫しているため、「ムーアの第二法則」というニックネームがついている。

Obviously, all these trajectories are unsustainable.

明らかに、こうした軌道はすべて持続不可能だ。

Manufacturing plants can't keep increasing in price, our ecosystems can't endure endless mining and pollution, and the laws of physics are unlikely to change any time soon.

製造工場が値上がりし続けることはありえないし、生態系が際限のない採掘や汚染に耐えることもありえない。

Fortunately, Moore's Law is flexible, and there's no reason we can't introduce new goals to keep making computing progress responsibly.

幸い、ムーアの法則は柔軟であり、責任を持ってコンピューティングを進歩させ続けるために新たな目標を導入できない理由はない。

Perhaps we could introduce a new sustainability law.

新しい持続可能性法を導入してもいいかもしれない。

Smaller transistors already use less material and produce less e-waste, and advancements in electronic-photonic integration are allowing chips to use less energy and generate less heat.

トランジスターの小型化はすでに、より少ない材料で、より少ない電子廃棄物を生み出しており、電子-光統合の進歩は、より少ないエネルギーで、より少ない熱を発生させるチップを可能にしている。

So perhaps chips should be made twice as sustainable every several years.

だから、チップスは数年ごとに2倍の持続可能性を持たせるべきなのかもしれない。

Whatever the answer is, we make the laws, so the future is up to us.

答えがどうであれ、法律を作るのは私たちなのだから、未来は私たち次第なのだ。

Another near-invisible technology that powers our lives and makes the internet possible is fibre optics.

私たちの生活に電力を供給し、インターネットを可能にしているもうひとつの目に見えない技術は、光ファイバーである。

So what exactly is it, and how does it work?

では、それはいったい何なのか？

Get to know more about this vital technology with this video.

このビデオで、この重要な技術についてもっと知ってほしい。