IC Insights：电晶体数量仍依循摩尔定律轨迹前进

据《IC Insights》2020 版的 McClean 报告，电晶体数量是集成电路 (IC) 复杂性的最常见测量指标，有时可以概括地描述每个新一代 IC 所实现的原始运算能力的指数成长，报告指出，目前电晶体数量依然遵照摩尔定律发展，该定律指出，电晶体数量大约每 18 个月增加一倍。

在过去的 10 到 15 年中，诸如功耗和与空间限制等相关挑战已使某些 IC 产品的晶体管成长率下跌。例如，在 2000 年代初期，DRAM 电晶体数量以每年平均约 45% 的速度成长，但到 2016，其数量却减慢至约 20%。三星电子在该年度开始生产单晶片 16Gb DRAM。

2012 年左右，快闪记忆体密度的年成长率保持在每年 55-60%，但此后则维持在每年 30-35%。在 2020 年 1 月，传统的 2D NAND 快闪记忆体，可用的单个芯片的最高密度为 128Gb。96 层堆栈的 3D NAND 晶片的最大密度为 1.33Tb。报告中预期，四层存储单元 (QLC) 与新的 96 层技术结合，将使 3D NAND 在 2020 年达到 1.5Tb 密度。

截至 2010 年，英特尔 (INTC-US)PC 微处理器 (MPU) 的电晶体数量每年以大约 40% 的速度增长，但是在随后的几年中，此速度下降了一半。英特尔伺服器 MPU 的电晶体数量涨幅则 2000 年代中期至后期暂歇，但随后又以每年约 25% 的速度开始成长。

自 2013 年以来，用于 iPhone 和 iPad 的苹果 (AAPL-US) A 系列应用处理器的电晶体数量以每年 43% 的速度成长。该比率包括最新的 A13 处理器中的 85 亿个电晶体。预计在 2020 年上半年，苹果将推出搭载新 A13X 处理器的 iPad Pro。

Nvidia(NVDA-US) 的高阶 GPU 电晶体数量非常多。与微处理器不同，GPU 及其高度并行的结构不包含大量的记忆体缓存。Nvidia 的一些最新 GPU 是专门为 AI 和机器学习设计的神经处理单元 (NPU)。

IC 产业克服技术壁垒并持续创新的强大动力可能永远无法被低估，不过关于 IC 晶片的设计和制造的确正发生一些非常戏剧性的变化。尽管阻碍新一代技术产品发展的某些障碍看起来更像是高墙而不仅是障碍，但摩尔定律依然存在于整个 IC 产业之中。