Транзисторы перестанут уменьшаться в размерах к 2021 году

Согласно дорожной карте 2015 года (ITRS), касающейся развития полупроводниковых элементов, транзисторы перестанут уменьшаться в размерах уже через пять лет.

После 2021 станет экономически нецелесообразно уменьшать размеры транзисторов в микропроцессорах. Производителям микрочипов придется обратить внимание на другие характеристики своей продукции.

Фактически, это последняя ITRS карта, которая подводит итоги двадцатилетнего развития полупроводниковых технологий по всему миру.

Тем не менее, Американская Ассоциация Полупроводниковой Индустрии, которую представляют компании IBM и Intel утверждает, что никто больше не занимается долгосрочным планированием и им самим придется разрабатывать приоритеты индустрии для правительства. Другие участники ITRS принимают участие в иной инициативе по планированию, которая называется Rebooting Computing.

Аналитики говорят, что сложности и дороговизна следования закону Мура привели в результате к большому количеству партнерств и объединений. В 2001 году было 19 компаний, занимающихся разработкой и производством логических чипов, сделанных на лучших транзисторах. Сейчас остались только Intel, TSMC, Samsung и GlobalFoundaries. Упомянутые компании закрыто общаются со своими поставщиками и не собираются раскрывать планы на будущее.

Последний отчет ITRS назван ITRS 2.0. Название отражает идею того, что сегодня развитие компьютерной индустрии движимо дата центрами, мобильными устройствами и Internet of Things. Новая дорожная карта IEEE – Международная дорожная карта для устройств и систем – будет так же содержать это утверждение, но в ней компьютеры будут рассмотрены, как часть экосистемы, которая так же включает в себя устройства и программное обеспечение.

Согласно дорожной карте ITRS от 2014 года миниатюризация транзисторов должна была продолжаться до 2028 года. Но все пошло не так, как планировалось, 3D концепты оказались эффективнее. Практически вся индустрия по производству памяти перешла на трехмерные архитектуры для того, чтобы упростить миниатюризацию и увеличить объемы NAND флеш памяти.

Закон Мура предсказывает только количество транзисторов, которое может уместиться в единице площади. Компании могут идти путем уплотнения, но намного дешевле использовать 3D архитектуры.

До освоения 3D архитектур, ITRS предсказывала, что со временем компании откажутся от транзисторной структуры FinFET. Вместо нее производители должны были сделать некое подобие FinFET, но уже с вертикальными транзисторами, которые таким образом занимали бы меньше места.

Раньше уменьшение размеров транзисторов означало увеличение скорости работы, но в последнее время ситуация складывается обратным образом. Производителям приходится придумывать разные микроархитектуры, чтобы не терялась скорость при увеличении количества элементов цепи. В 2000 году главной проблемой было тепловыделение, потому что плотность транзисторов стала слишком высокой. Тепловыделение оказывало влияние на частоту работы цепи. Тогда компании начали запаковывать множество ядер в один чип, чтобы хоть как-то сдвинуться с места.