03.06 IC Insights:晶體管數量增長趨勢繼續遵循摩爾定律

IC Insights:晶體管數量增長趨勢繼續遵循摩爾定律

來源:內容翻譯自「IC Insights」謝謝。

儘管某些產品類別的增長率已經放緩,但每兩年將每芯片晶體管數量增加一倍仍然是業界繼續遵循的指導原則。

集成電路行業衡量其技術性能和進步的主要標準仍然是摩爾定律,該定律指出,每芯片晶體管的數量每兩年翻一番。它與每個芯片上的組件的增長率有關,有時可以概括地描述為:每個新一代IC所實現的原始計算能力的指數增長。

IC Insights的2020年版《McClean報告》(於1月發佈)顯示了在過去的50年中,DRAM,閃存,微處理器和圖形處理器如何跟蹤Moore預測的曲線(圖1)。

IC Insights:晶体管数量增长趋势继续遵循摩尔定律

圖1

在過去的10到15年中,諸如功耗和與微縮限制相關的挑戰等因素已經影響了某些IC產品的晶體管增長率。例如,在2000年代初期,DRAM晶體管的數量以每年約45%的平均速度增長,但在2016年出現的16Gb代次中,其速度下降到約20%。一年前,三星開始批量生產12Gb DRAM和8Gb芯片。JEDEC仍在最終確定的DDR5標準包括單片24Gb,32Gb和64Gb設備。

到2012年左右,閃存密度的年增長率一直保持在55%-60%,但此後一直保持在每年30%-35%。對於傳統的2D平面NAND閃存,2020年1月可用的單個芯片的最高密度為128Gb。對於96層四級單元(QLC)器件,目前3D NAND芯片的最大密度為1.33Tb。QLC與新的96層技術相結合將使3D NAND在2020年達到1.5Tb密度,而128層技術將催生2Tb芯片。

截止到2010年,英特爾PC處理器中的晶體管數量每年以大約40%的速度增長,但是在隨後的幾年中,這一比例下降到一半。該公司服務器MPU的晶體管數量增加在2000年代中期至後期暫停,但隨後又開始以每年約25%的速度增長。英特爾在2017年停止透露晶體管數量的詳細信息。

自2013年以來,用於iPhone和iPad的Apple A系列應用處理器的晶體管數量以每年43%的速度增長。該比率包括A13處理器及其最新的85億個晶體管,這是最新的指標。預計在2020年上半年,蘋果將推出基於新A13X處理器的iPad Pro。

Nvidia的高端GPU的晶體管數量非常多。與微處理器不同,GPU及其高度並行的結構不包含大量的緩存。Nvidia的一些最新GPU是專門為AI和機器學習設計的神經網絡處理單元(NPU)。

永遠不能低估IC行業創新突破技術障礙的強大動力,但是關於IC設計和製造的方式正在發生一些非常戲劇性的變化。儘管阻礙下一代發展的某些障礙看起來像是高牆,而不是一般的障礙,但摩爾定律仍然在整個集成電路行業中佔有一席之地。

*免責聲明:本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點,半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點,不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持,如果有任何異議,歡迎聯繫半導體行業觀察。

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