Τα εμπόδια στην ανάπτυξη της παραγωγής ημιαγωγών δεν μοιάζουν πλέον με εμπόδια, αλλά με ψηλούς τοίχους. Και όμως ο κλάδος προχωρά βήμα προς βήμα, ακολουθώντας εμπειρικά στοιχεία που προέκυψαν πριν από 55 χρόνια. . Αν και με επιφυλάξεις, ο αριθμός των τρανζίστορ στα τσιπ συνεχίζει να διπλασιάζεται κάθε δύο χρόνια.
Για να μην μείνουν αβάσιμοι από τα αναλυτικά στοιχεία του IC Insights για την κατάσταση της αγοράς ημιαγωγών το 2020. Η έκθεση περιλαμβάνει την ιστορία της ανάπτυξης των κύριων αγορών από το 71: μνήμη DRAM, μνήμη flash NAND, μικροεπεξεργαστές και επεξεργαστές γραφικών.
Οι αναλυτές σημειώνουν ότι τα τελευταία 10 έως 15 χρόνια, παράγοντες όπως η κατανάλωση ενέργειας και οι περιορισμοί κλιμάκωσης έχουν αρχίσει να επηρεάζουν έντονα τον ρυθμό αύξησης του αριθμού των τρανζίστορ σε ορισμένα ολοκληρωμένα προϊόντα. Αλλά γενικά, οι νέες εξελίξεις και οι νέες προσεγγίσεις στο σχεδιασμό και την παραγωγή τσιπ μας επιτρέπουν να υπολογίζουμε στη συνεχή διατήρηση του νόμου του Moore.
Έτσι, ο αριθμός των τρανζίστορ στα τσιπ DRAM αυξήθηκε με μέσο ρυθμό περίπου 2000% ετησίως στις αρχές της δεκαετίας του 45, αλλά έχει επιβραδυνθεί στο 2016% ετησίως από το 20 με την εισαγωγή των τσιπ μνήμης 16 Gbit από τη Samsung. Το πρότυπο DDR5, το οποίο εξακολουθεί να ολοκληρώνεται από την JEDEC, θα περιλαμβάνει μονολιθικές συσκευές χωρητικότητας 24 Gbit, 32 Gbit και 64 Gbit, κάτι που αποτελεί ένα νέο άλμα προς τα εμπρός.
Η ετήσια αύξηση της πυκνότητας της μνήμης flash παρέμεινε στο 2012-55% ετησίως μέχρι το 60, αλλά έκτοτε μειώθηκε στο 30-35% ετησίως. Για τα επίπεδα τσιπ μνήμης flash, η υψηλότερη πυκνότητα ήταν 128 Gbit (δεδομένα από τον Ιανουάριο του 2020). Αλλά η μέγιστη πυκνότητα του τσιπ 3D NAND έφτασε τα 1,33 Tbit για μνήμη 96 επιπέδων με τέσσερα bit ανά κυψέλη (QLC). Μέχρι το τέλος του έτους, υποσχέθηκε να εμφανιστούν μικροκυκλώματα 1,5 επιπέδων 128 Tbit, με επακόλουθη αύξηση της χωρητικότητας στα 2 Tbit.
Ο αριθμός των τρανζίστορ στους μικροεπεξεργαστές υπολογιστών Intel αυξήθηκε κατά περίπου 2010% ετησίως μέχρι το 40, αλλά το ποσοστό αυτό μειώθηκε κατά το ήμισυ τα επόμενα χρόνια. Ο αριθμός των τρανζίστορ συνεχίζει να αυξάνεται στους επεξεργαστές διακομιστών της εταιρείας. Αυτή η ανάπτυξη σταμάτησε στα μέσα έως τα τέλη της δεκαετίας του 2000, αλλά έκτοτε επανήλθε με ρυθμό περίπου 25% ετησίως. Η Intel σταμάτησε να αποκαλύπτει λεπτομέρειες για τον αριθμό των τρανζίστορ το 2017.
Ο αριθμός των τρανζίστορ στους επεξεργαστές εφαρμογών της Apple σε smartphone iPhone και tablet iPad έχει αυξηθεί κατά 2013% ετησίως από το 43. Αυτός ο αριθμός περιλαμβάνει δεδομένα από τον επεξεργαστή A13 με τα 8,5 δισεκατομμύρια τρανζίστορ του. Η Apple αναμένεται να παρουσιάσει ένα iPad Pro που θα τροφοδοτείται από τον νέο επεξεργαστή A2020X το πρώτο εξάμηνο του 13.
Οι υψηλής απόδοσης GPU της NVIDIA έχουν εξαιρετικά υψηλό αριθμό τρανζίστορ. Σε αντίθεση με τους μικροεπεξεργαστές, οι GPU, με τον υψηλότερο βαθμό αρχιτεκτονικού παραλληλισμού, δεν περιέχουν σημαντική ποσότητα μνήμης cache, αφήνοντας πολύ χώρο για λογική (τρανζίστορ). Η συνεχής εστίαση της εταιρείας στη μηχανική μάθηση και στους επιταχυντές τεχνητής νοημοσύνης θα τροφοδοτήσει αυτή την τάση.
Πηγή: 3dnews.ru