Перешкоди на шляху розвитку напівпровідникового виробництва вже нагадують не бар'єри, а височенні стіни. І все ж галузь крок за кроком рухається вперед, слідуючи виведеному 55 років тому емпіричному закону Гордона Мура. Нехай із застереженнями, але число транзисторів у чіпах продовжує подвоюватися кожні два роки.
Щоб не бути голослівними аналітики компанії IC Insights опублікували звіт про стан ринку напівпровідників в 2020 році. Звіт включає історію розвитку основних ринків з 71 року: пам'яті DRAM, пам'яті NAND-флеш, мікропроцесорів і графічних процесорів.
Аналітики відзначають, що за останні 10-15 років такі фактори, як енергоспоживання та обмеження масштабування почали сильно впливати на темпи зростання числа транзисторів в деяких інтегральних продуктах. Але в цілому нові розробки і нові підходи до проектування та виробництва чіпів дозволяють розраховувати на подальше збереження закону Мура.
Так, кількість транзисторів у мікросхемах оперативної пам'яті DRAM на початку 2000-х років збільшувалася із середньою швидкістю приблизно на 45% на рік, але з 2016 року сповільнилася до 20% на рік після появи 16-Гбіт кристалів пам'яті компанії Samsung. Стандарт DDR5, який все ще допрацьовується JEDEC, буде включати в себе монолітні пристрої об'ємом 24 Гбіт, 32 Гбіт і 64 Гбіт, а це новий ривок вперед.
Щорічне зростання щільності флеш-пам'яті до 2012 року залишалося на рівні 55-60% на рік, але відтоді знизилося до 30-35% на рік. Для планарних кристалів флеш-пам'яті найвища щільність склала 128 Гбіт (дані по січень 2020 року). Зате максимальна щільність чіпа 3D NAND досягла 1,33 Тбіт для 96-шарової пам'яті із записом чотирьох біт в кожну комірку (QLC). До кінця року обіцяють з'явитися 1,5-Тбіт 128-прошаркові мікросхеми, з подальшим зростанням ємності до 2 Тбіт.
Кількість транзисторів у мікропроцесорах Intel для ПК до 2010 року зростала приблизно на 40% на рік, але в наступні роки цей показник знизився вдвічі. Кількість транзисторів продовжує зростати в серверних процесорах компанії. Це зростання призупинилося в середині-кінці 2000-х років, але потім знову продовжилося зі швидкістю близько 25% на рік. Intel перестала розкривати деталі підрахунку транзисторів у 2017 році.
Кількість транзисторів у прикладних процесорах компанії Apple в смартфонах iPhone і планшетах iPad з 2013 року збільшувалася на 43% на рік. Цей показник включає дані про процесора A13 з його 8,5 мільярдами транзисторів. Очікується, що в першій половині 2020 року Apple представить iPad Pro на базі нового процесора A13X.
Високопродуктивні графічні процесори компанії NVIDIA мають гранично високу кількість транзисторів. На відміну від мікропроцесорів, графічні процесори з їх найвищим ступенем архітектурного паралелізму не містять значного обсягу кеш-пам'яті, що залишає дуже багато місця для логіки (транзисторів). Подальший акцент компанії на прискорювачі для машинного навчання та ШІ тільки підігріє дану тенденцію.
