Przeszkody w rozwoju produkcji półprzewodników nie przypominają już barier, ale wysokie ściany. A jednak branża postępuje krok po kroku, kierując się dowodami empirycznymi uzyskanymi 55 lat temu. . Choć z zastrzeżeniami, liczba tranzystorów w chipach w dalszym ciągu podwaja się co dwa lata.
Aby nie pozostać bezpodstawnym w analizach IC Insights w sprawie stanu rynku półprzewodników w 2020 roku. Raport zawiera historię rozwoju głównych rynków od 71 roku: pamięci DRAM, pamięci flash NAND, mikroprocesorów i procesorów graficznych.
Analitycy zauważają, że w ciągu ostatnich 10–15 lat czynniki takie jak zużycie energii i ograniczenia skalowania zaczęły silnie wpływać na tempo wzrostu liczby tranzystorów w niektórych produktach zintegrowanych. Ale ogólnie rzecz biorąc, nowe osiągnięcia i nowe podejścia do projektowania i produkcji chipów pozwalają nam liczyć na dalsze zachowanie prawa Moore'a.
Tak więc liczba tranzystorów w układach pamięci DRAM rosła średnio o około 2000% rocznie na początku XXI wieku, ale spadła do 45% rocznie od 2016 r., po wprowadzeniu 20-Gbitowych kryształów pamięci firmy Samsung. Standard DDR16, który jest wciąż finalizowany przez JEDEC, będzie obejmował urządzenia monolityczne o pojemnościach 5 Gbit, 24 Gbit i 32 Gbit, co stanowi nowy krok naprzód.
Roczny wzrost gęstości pamięci flash utrzymywał się na poziomie 2012–55% do 60 r., ale od tego czasu spadał do 30–35% rocznie. W przypadku planarnych układów pamięci flash najwyższa gęstość wyniosła 128 Gbit (dane na styczeń 2020 r.). Jednak maksymalna gęstość układu 3D NAND osiągnęła 1,33 Tbit dla pamięci 96-warstwowej z czterema bitami na komórkę (QLC). Do końca roku obiecuje się pojawienie 1,5-warstwowych mikroukładów o pojemności 128 Tbit, a następnie zwiększenie pojemności do 2 Tbit.
Do 2010 roku liczba tranzystorów w mikroprocesorach Intel PC rosła o około 40% rocznie, ale w kolejnych latach liczba ta spadła o połowę. Liczba tranzystorów w procesorach serwerowych firmy stale rośnie. Wzrost ten zatrzymał się w połowie i pod koniec pierwszej dekady XXI wieku, ale następnie wznowił się w tempie około 2000% rocznie. Intel przestał ujawniać szczegóły dotyczące liczby tranzystorów w 25 roku.
Od 2013 roku liczba tranzystorów w procesorach aplikacyjnych Apple w smartfonach iPhone i tabletach iPad rośnie o 43% rocznie. Liczba ta obejmuje dane z procesora A13 z 8,5 miliardem tranzystorów. Oczekuje się, że Apple wprowadzi iPada Pro z nowym procesorem A2020X w pierwszej połowie 13 roku.
Wysokowydajne procesory graficzne NVIDIA charakteryzują się wyjątkowo dużą liczbą tranzystorów. W przeciwieństwie do mikroprocesorów, procesory graficzne, charakteryzujące się najwyższym stopniem równoległości architektury, nie zawierają znacznej ilości pamięci podręcznej, pozostawiając dużo miejsca na logikę (tranzystory). Dalsze skupianie się firmy na uczeniu maszynowym i akceleratorach sztucznej inteligencji będzie tylko napędzać ten trend.
Źródło: 3dnews.ru