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IC Insights：晶体管数量增长趋势继续遵循摩尔定律

2020-03-06 14:00:25 来源: 半导体行业观察

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来源：内容翻译自「 I C Insights 」谢谢。

尽管某些产品类别的增长率已经放缓，但每两年将每芯片晶体管数量增加一倍仍然是业界继续遵循的指导原则。

集成电路行业衡量其技术性能和进步的主要标准仍然是摩尔定律，该定律指出，每芯片晶体管的数量每两年翻一番。它与每个芯片上的组件的增长率有关，有时可以概括地描述为：每个新一代IC所实现的原始计算能力的指数增长。

IC Insights的2020年版《McClean报告》（于1月发布）显示了在过去的50年中，DRAM，闪存，微处理器和图形处理器如何跟踪Moore预测的曲线（图1）。

图1

在过去的10到15年中，诸如功耗和与微缩限制相关的挑战等因素已经影响了某些IC产品的晶体管增长率。例如，在2000年代初期，DRAM晶体管的数量以每年约45％的平均速度增长，但在2016年出现的16Gb代次中，其速度下降到约20％。一年前，三星开始批量生产12Gb DRAM和8Gb芯片。 JEDEC仍在最终确定的DDR5标准包括单片24Gb，32Gb和64Gb设备。

到2012年左右，闪存密度的年增长率一直保持在55%-60％，但此后一直保持在每年30%-35％。对于传统的2D平面NAND闪存，2020年1月可用的单个芯片的最高密度为128Gb。对于96层四级单元（QLC）器件，目前3D NAND芯片的最大密度为1.33Tb。 QLC与新的96层技术相结合将使3D NAND在2020年达到1.5Tb密度，而128层技术将催生2Tb芯片。

截止到2010年，英特尔PC处理器中的晶体管数量每年以大约40％的速度增长，但是在随后的几年中，这一比例下降到一半。该公司服务器MPU的晶体管数量增加在2000年代中期至后期暂停，但随后又开始以每年约25％的速度增长。英特尔在2017年停止透露晶体管数量的详细信息。

自2013年以来，用于iPhone和iPad的Apple A系列应用处理器的晶体管数量以每年43％的速度增长。该比率包括A13处理器及其最新的85亿个晶体管，这是最新的指标。预计在2020年上半年，苹果将推出基于新A13X处理器的iPad Pro。

Nvidia的高端GPU的晶体管数量非常多。与微处理器不同，GPU及其高度并行的结构不包含大量的缓存。 Nvidia的一些最新GPU是专门为AI和机器学习设计的神经网络处理单元（NPU）。

永远不能低估IC行业创新突破技术障碍的强大动力，但是关于IC设计和制造的方式正在发生一些非常戏剧性的变化。尽管阻碍下一代发展的某些障碍看起来像是高墙，而不是一般的障碍，但摩尔定律仍然在整个集成电路行业中占有一席之地。

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第2240期内容，欢迎关注。

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