TSMC:s marknadschef sa att han skulle förvänta sig fler och fler mobiltelefoner…

Baserat på observationer av Gordon Moore, som var med och grundade Intel på 1960-talet, säger Moores lag att antalet transistorer i integrerade kretsar fördubblas varje år. Ursprungligen krävde “lagen” att transistorerna förökade sig varje år. Med företag som TSMC och Samsung som rullar ut 7 nm-processorer och arbetar i produktion 5 Under nästa år finns det frågor om hur länge Moores lag kommer att pågå. Förra året avslöjade Samsung en färdplan som leder till 3nm-chips till 2022, och TSMC arbetar också med logistiken för att kunna producera 3nm-chips om några år. Anledningen till att detta är så viktigt är att ju fler transistorer som går in i IC, desto mer kraftfull och effektiv blir chippet. Till exempel användes Apple SoC A4 på 2010-talets Apple iPhone 4 och den ursprungliga Apple iPad tillverkades med 45nm-processen. Det är jämförbart med 7nm-processen som användes för att tillverka A12 Bionic SoC som användes i iPhone-serien 2018. Vill du överraska dina vänner? Det 5 nm-chip som kommer att lossna från löpande band nästa år kommer att ha 171,3 miljoner transistorer per kvadratmillimeter.

TSMC säger att Moores lag inte är död

Förra veckan skrev TSMC:s chef för global marknadsföring, Godfrey Cheng, om framtiden för Moores lag. TSMC är världens största halvledargjuteri och tillverkar chips designade av dessa företag. Apple, Huawei, Qualcomm och andra. I sitt inlägg sa Cheng att TSMC fortfarande är år borta från innovation, där det kommer att fortsätta att miniatyrisera enskilda transistorer och placera fler av dem på trånga platser.

TSMC förbereder sig för att producera chips under de kommande 5 åren

Cheng påpekar att eftersom Moores lag i huvudsak bygger på ökande densitet, finns det flera saker som kan göras för att klämma in fler transistorer i integrerade kretsar. Ett sätt är genom förbättrade förpackningar, vilket är branschjargong för spånlagring. En annan möjlighet är att gå från kisel till tvådimensionella material. För detta ändamål sa Cheng att TSMC kommer att granska det periodiska systemet för sådana material. Slutligen kommer TSMC att stapla transistorerna ovanpå varandra istället för att placera dem sida vid sida.

“Först, låt oss prata om elefanterna i rummet. Vissa människor tror att Moores lag är död eftersom de tror att transistorn inte kan reduceras ytterligare. Bara för att ge dig en uppfattning om skalan av moderna transistorer, en typisk grind är cirka 20 nanometer lång Bara en vattenmolekyl 2,75 Ångström eller 0 275 nanometer i diameter Nu kan du börja räkna antalet atomer i en transistor I skala I detta avseende begränsar många faktorer produktionen av transistorer Utmaningen är att kontrollera materialet på atomnivå Hur är de enskilda atomerna placerade för att göra transistorer Hur görs detta representerat av miljarder transistorer som finns i moderna chips Hur bygger man detta chip som har miljarder transistorer lönsamt?
Moores lag handlar om att öka tätheten. Går utöver systemdensiteten. Genom avancerad förpackning kommer TSMC att fortsätta att öka densiteten på transistornivå. Det finns flera rutter tillgängliga för TSMC för att öka tätheten av transistorer i framtiden. En möjlig väg framåt är att använda transistorer gjorda av tvådimensionella material istället för kiselliknande kanaler: vi invaderar det periodiska systemet. Genom att kunna använda dessa nya material är en framtid där det kan bli en enorm ökning av densiteten att möjliggöra stapling av flera lager av transistorer i vad vi kallar 3D monolitiska integrerade kretsar. Du kan lägga till CPU till GPU ovanpå AI Edge-maskinen med minneslager emellan. Moores lag dör inte, det finns olika sätt att kontinuerligt öka densiteten. – Godfrey Chang, chef för global marknadsföring, TSMC

TSMC säger att nyckeln till att hålla Moores lag vid liv finns i den här tabellen

Vi måste höra mer om Moores lag den här veckan under High Performance Chip Hot Chip Symposium som börjar imorgon i Palo Alto, Kalifornien. På tisdag kommer TSMC:s vice VD för företagsforskning, Dr Philip Wong, att hålla en föreläsning med titeln “Vad kommer nästa knapp att ge oss?” Det mest uppenbara svaret är en mer kraftfull och energisnål telefon.