Obstakels voor de ontwikkeling van de halfgeleiderproductie lijken niet langer op barrières, maar op hoge muren. En toch gaat de industrie stap voor stap vooruit, op basis van empirisch bewijsmateriaal dat 55 jaar geleden werd verkregen. . Onder voorbehoud: het aantal transistors in chips blijft elke twee jaar verdubbelen.
Om niet ongegrond te raken door de analytics van IC Insights over de toestand van de halfgeleidermarkt in 2020. Het rapport omvat de geschiedenis van de ontwikkeling van de belangrijkste markten sinds 71: DRAM-geheugen, NAND-flashgeheugen, microprocessors en grafische processors.
Analisten merken op dat factoren als energieverbruik en schaalbeperkingen de afgelopen tien tot vijftien jaar de groeisnelheid van het aantal transistors in sommige geïntegreerde producten sterk zijn gaan beïnvloeden. Maar over het algemeen zorgen nieuwe ontwikkelingen en nieuwe benaderingen van het ontwerp en de productie van chips ervoor dat we kunnen rekenen op het voortdurende behoud van de wet van Moore.
Zo steeg het aantal transistors in DRAM-geheugenchips begin jaren 2000 met gemiddeld ongeveer 45% per jaar, maar is sinds 2016 vertraagd tot 20% per jaar na de introductie van 16 Gbit geheugenkristallen van Samsung. De DDR5-standaard, waaraan JEDEC nog steeds de laatste hand legt, zal monolithische apparaten omvatten met capaciteiten van 24 Gbit, 32 Gbit en 64 Gbit, wat een nieuwe sprong voorwaarts is.
De jaarlijkse groei van de dichtheid van flashgeheugen bleef tot 2012 55-60% per jaar, maar is sindsdien gedaald tot 30-35% per jaar. Voor planaire flashgeheugenchips was de hoogste dichtheid 128 Gbit (gegevens vanaf januari 2020). Maar de maximale dichtheid van de 3D NAND-chip bereikte 1,33 Tbit voor 96-laags geheugen met vier bits per cel (QLC). Er wordt beloofd dat tegen het einde van het jaar 1,5 Tbit 128-laags microcircuits zullen verschijnen, met een daaropvolgende capaciteitsverhoging tot 2 Tbit.
Het aantal transistors in Intel PC-microprocessors groeide tot 2010 met ongeveer 40% per jaar, maar in de daaropvolgende jaren is dit cijfer gehalveerd. Het aantal transistors in de serverprocessors van het bedrijf blijft groeien. Deze groei stopte halverwege de jaren 2000, maar hervatte zich vervolgens met een tempo van ongeveer 25% per jaar. Intel stopte in 2017 met het vrijgeven van details over het aantal transistors.
Het aantal transistors in de applicatieprocessors van Apple in iPhone-smartphones en iPad-tablets is sinds 2013 met 43% per jaar toegenomen. Dit cijfer omvat gegevens van de A13-processor met zijn 8,5 miljard transistors. Naar verwachting zal Apple in de eerste helft van 2020 een iPad Pro introduceren, aangedreven door de nieuwe A13X-processor.
De krachtige GPU's van NVIDIA hebben extreem hoge transistoraantallen. In tegenstelling tot microprocessors bevatten GPU's, met hun hoogste mate van architectonisch parallellisme, geen significante hoeveelheid cachegeheugen, waardoor er veel ruimte overblijft voor logica (transistors). De voortdurende focus van het bedrijf op machine learning en AI-versnellers zal deze trend alleen maar aanwakkeren.
Bron: 3dnews.ru